JAVA 引用类型深拷贝的三种实现方式

方法一：重写 clone()方法实现深拷贝（经典方式）

bash 复制代码

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

class Address implements Cloneable {
    private List<String> citys;

    public Address(List<String> citys) {
        this.citys = citys;
    }

    // Getter
    public List<String> getCitys() {
        return citys;
    }

    /**
     * 重写clone()方法以实现深拷贝
     */
    @Override
    public Address clone() {
        try {
            // 1. 先调用super.clone()进行浅拷贝，得到一个新Address对象
            Address cloned = (Address) super.clone();

            // 2. 关键：对可变引用字段citys进行深拷贝
            //    创建一个新的ArrayList，并将原list中的所有元素复制进去
            if (this.citys != null) {
                cloned.citys = new ArrayList<>(this.citys); // 深拷贝的核心代码
            } else {
                cloned.citys = null;
            }

            // 3. 返回深拷贝后的对象
            return cloned;
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            // Cloneable已实现，理论上不会发生，抛出运行时异常
            throw new AssertionError(e);
        }
    }
}

关键点分析：

new ArrayList<>(this.citys)：这是实现深拷贝的核心。这个ArrayList的构造方法会创建一个新的List对象，并将原citys列表中的所有元素拷贝到新列表中。
由于列表中的元素是String（不可变对象），所以只需拷贝列表结构本身即可。如果元素也是可变对象，则需要递归地对每个元素进行深拷贝。

方法二：使用拷贝构造方法（更推荐）

这种方式通常被认为比clone()更清晰、更安全，也是Effective Java中推荐的方式。

bash 复制代码

class Address {
    private List<String> citys;

    public Address(List<String> citys) {
        this.citys = citys;
    }

    /**
     * 深拷贝构造方法
     * @param other 要被拷贝的原始对象
     */
    public Address(Address other) {
        if (other != null) {
            if (other.citys != null) {
                // 创建新的List，拷贝所有元素
                this.citys = new ArrayList<>(other.citys); // 深拷贝核心
            } else {
                this.citys = null;
            }
        }
    }

    public List<String> getCitys() {
        return citys;
    }
}

方法三：使用序列化（适用于复杂对象图）

如果对象结构非常复杂，手动实现深拷贝会很繁琐。可以通过序列化（内存中）来实现深拷贝，但要求类实现 java.io.Serializable接口。

bash 复制代码

import java.io.*;

class Address implements Serializable { // 1. 实现Serializable接口
    private List<String> citys;

    // ... 构造方法、getter ...

    /**
     * 通过序列化实现深拷贝
     */
    public Address deepCopy() {
        try (ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
             ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos)) {

            // 将对象写入字节数组输出流
            oos.writeObject(this);
            oos.flush();

            try (ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
                 ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis)) {

                // 从字节数组输入流中读出新的对象
                return (Address) ois.readObject();
            }
        } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
            throw new RuntimeException("Deep copy failed", e);
        }
    }
}