Java中如何克隆集合——ArrayList和HashSet深拷貝

　　編程人員常常誤用各個集合類提供的拷貝構造函數做爲克隆List，Set，ArrayList，HashSet或者其餘集合實現的方法。須要記住的是，Java集合的拷貝構造函數只提供淺拷貝而不是深拷貝，這意味着存儲在原始List和克隆List中的對象是相同的，指向Java堆內存中相同的位置。增長了這個誤解的緣由之一是對於不可變對象集合的淺克隆。因爲不可變性，即便兩個集合指向相同的對象是能夠的。字符串池包含的字符串就是這種狀況，更改一個不會影響到另外一個。使用ArrayList的拷貝構造函數建立僱員List的拷貝時就會出現問題，Employee類不是不可變的。在這種狀況下，若是原始集合修改了僱員信息，這個變化也將反映到克隆集合。一樣若是克隆集合僱員信息發生變化，原始集合也會被更改。絕大多數狀況下，這種變化不是咱們所但願的，克隆對象應該與原始對象獨立。解決這個問題的方法是深克隆集合，深克隆將遞歸克隆對象直到基本數據類型或者不可變類。本文將瞭解一下深拷貝ArrayList或者HashSet等集合類的一種方法。若是你瞭解深拷貝與淺拷貝之間的區別，那麼理解集合深克隆的方法就會很簡單。

Java集合的深克隆

下面例子有一個Employee集合，Employee是可變對象，成員變量name和designation。它們存儲在HashSet中。使用java.util.Collection接口的addAll()方法建立集合拷貝。而後修改存儲在原始集合每一個Employee對象的designation值。理想狀況下這個改變不會影響克隆集合，由於克隆集合和原始集合應該相互獨立，可是克隆集合也被改變了。修正這個問題的方法是對存儲在Collection類中的元素深克隆。

 1 /**
 2  * 
 3  * @ClassName: CollectionCloningTest
 4  * TODO
 5  * @author xingle
 6  * @date 2015-3-20 下午3:32:22
 7  */
 8 public class CollectionCloningTest {
 9     
10     public static void main(String[] args){
11         ArrayList<Employee> org = new ArrayList<Employee>();
12         org.add(new Employee("Joe", "Manager")); 
13         org.add(new Employee("Tim", "Developer")); 
14         org.add(new Employee("Frank", "Developer")); 
15                
16         Collection<Employee> copy = new HashSet<>(org);                
17         
18         System.out.println("原來的集合： "+org);
19         System.out.println("複製的集合： "+copy);
20         
21         Iterator<Employee> orgItr = org.iterator();
22         while(orgItr.hasNext()){ 
23             orgItr.next().setDesignation("staff"); 
24             
25         }
26 
27         System.out.println("修改後原來的集合： "+org);
28         System.out.println("修改後複製的集合： "+copy);
29     }
30 
31 }
32 
33 
34 class Employee { 
35     private String name; 
36     private String designation; 
37      
38     public Employee(String name, String designation) { 
39         this.name = name; 
40         this.designation = designation; 
41     } 
42      
43     public String getDesignation() { 
44         return designation; 
45     } 
46  
47     public void setDesignation(String designation) { 
48         this.designation = designation; 
49     } 
50  
51     public String getName() { 
52         return name; 
53     } 
54  
55     public void setName(String name) { 
56         this.name = name; 
57     } 
58  
59     @Override
60     public String toString() { 
61         return String.format("%s: %s", name, designation ); 
62     } 
63 
64 }

執行結果：

 

能夠看到改變原始Collection中Employee對象(改變designation爲」staff「)在克隆集合中也有所反映，由於克隆是淺拷貝，指向堆中相同的Employee對象。爲了修正這個問題，須要遍歷集合，深克隆Employee對象，在這以前，要重寫Employee對象的clone方法。

1)Employee實現Cloneable接口
2)爲Employee類增長下面的clone()方法

3)不使用拷貝構造函數，使用下面的代碼來深拷貝集合

 1 public class CollectionCloningTest {
 2     
 3     public static void main(String[] args){
 4         ArrayList<Employee> org = new ArrayList<Employee>();
 5         org.add(new Employee("Joe", "Manager")); 
 6         org.add(new Employee("Tim", "Developer")); 
 7         org.add(new Employee("Frank", "Developer")); 
 8                
 9        //Collection<Employee> copy = new HashSet<>(org);
10        Collection<Employee> copy = new HashSet<Employee>(org.size()); 
11                 
12         
13         System.out.println("原來的集合： "+org);
14         System.out.println("複製的集合： "+copy);
15         
16         Iterator<Employee> orgItr = org.iterator();
17         while(orgItr.hasNext()){ 
18             //orgItr.next().setDesignation("staff"); 
19             copy.add(orgItr.next().clone());   
20             
21         }
22         
23 
24         Iterator<Employee> orgItr2 = org.iterator();
25         while(orgItr2.hasNext()){ 
26             orgItr2.next().setDesignation("staff"); 
27         } 
28         System.out.println("修改後原來的集合： "+org);
29         System.out.println("修改後複製的集合： "+copy);
30     }
31 
32 }
33 
34 
35 class Employee implements Cloneable{ 
36     private String name; 
37     private String designation; 
38      
39     public Employee(String name, String designation) { 
40         this.name = name; 
41         this.designation = designation; 
42     } 
43      
44     public String getDesignation() { 
45         return designation; 
46     } 
47  
48     public void setDesignation(String designation) { 
49         this.designation = designation; 
50     } 
51  
52     public String getName() { 
53         return name; 
54     } 
55  
56     public void setName(String name) { 
57         this.name = name; 
58     } 
59  
60     @Override
61     public String toString() { 
62         return String.format("%s: %s", name, designation ); 
63     } 
64     
65     @Override
66     protected Employee clone(){
67         try {
68             Employee result = (Employee) super.clone();
69             return result;
70         } catch (CloneNotSupportedException e) {
71              throw new RuntimeException(e); // won't happen 
72         }
73         
74     }
75 }

 

執行結果：

能夠看到克隆集合和原始集合相互獨立，它們指向不一樣的對象。

這就是Java中如何克隆集合的內容。如今咱們知道拷貝構造函數或者List或Set等各類集合類的addAll()方法僅僅建立了集合的淺拷貝，並且原始集合和克隆集合指向相同的對象。爲避免這個問題，應該深克隆集合，遍歷集合克隆每一個元素。儘管這要求集合中的對象必須支持深克隆操做。