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。

importjava.util.Collection; 
importjava.util.HashSet; 
importjava.util.Iterator; 
importorg.slf4j.Logger; 
importorg.slf4j.LoggerFactory; 
/** 
* Java program to demonstrate copy constructor of Collection provides shallow 
* copy and techniques to deep clone Collection by iterating over them. 
* @author http://javarevisited.blogspot.com 
*/ 
publicclassCollectionCloningTest { 
privatestaticfinalLogger logger = LoggerFactory.getLogger(CollectionCloningclass); 
publicstaticvoidmain(String args[]) { 
// deep cloning Collection in Java 
Collection<Employee> org =newHashSet<>(); 
org.add(newEmployee("Joe","Manager")); 
org.add(newEmployee("Tim","Developer")); 
org.add(newEmployee("Frank","Developer")); 
// creating copy of Collection using copy constructor 
Collection<Employee> copy =newHashSet<>(org); 
logger.debug("Original Collection {}", org); 
logger.debug("Copy of Collection {}", copy ); 
Iterator<Employee> itr = org.iterator(); 
while(itr.hasNext()){ 
itr.next().setDesignation("staff"); 
} 
logger.debug("Original Collection after modification {}", org); 
logger.debug("Copy of Collection without modification {}", copy ); 
// deep Cloning List in Java 
} 
} 
classEmployee { 
privateString name; 
privateString designation; 
publicEmployee(String name, String designation) { 
this.name = name; 
this.designation = designation; 
} 
publicString getDesignation() { 
returndesignation; 
} 
publicvoidsetDesignation(String designation) { 
this.designation = designation; 
} 
publicString getName() { 
returnname; 
} 
publicvoidsetName(String name) { 
this.name = name; 
} 
@Override 
publicString toString() { 
returnString.format("%s: %s", name, designation );

 

輸出：

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- Original Collection [Joe: Manager, Frank: Developer, Tim: Developer] - Copy of Collection [Joe: Manager, Frank: Developer, Tim: Developer] - Original Collection after modification [Joe: staff, Frank: staff, Tim: staff] - Copy of Collection without modification [Joe: staff, Frank: staff, Tim: staff]

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

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@Override protectedEmployee clone() { Employee clone =null; try{ clone = (Employee)super.clone(); }catch(CloneNotSupportedException e){ thrownewRuntimeException(e);// won't happen } returnclone; }

3)不使用拷貝構造函數，使用下面的代碼來深拷貝集合

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Collection<Employee> copy =newHashSet<Employee>(org.size()); Iterator<Employee> iterator = org.iterator(); while(iterator.hasNext()){ copy.add(iterator.next().clone()); }

4)運行相同的代碼更改原始集合，克隆集合不會也被更改。

1 2	- Original Collection after modification [Joe: staff, Tim: staff, Frank: staff] - Copy of Collection without modification [Frank: Developer, Joe: Manager, Tim: Developer]

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。