Java List 深拷贝实现

一、Java深拷贝和浅拷贝的区别

在深入介绍Java List深拷贝之前，我们需要了解Java中深拷贝和浅拷贝的区别。

浅拷贝是指当原始对象A中有一个引用B指向的是另一个对象C，当我们对对象A进行拷贝后，新的拷贝对象B中的引用依然指向对象C，也就是说，原始对象和拷贝对象中的该引用共享同一个对象。

而深拷贝则不同，它会对整个数据结构进行拷贝，即使有多层嵌套的对象，也会对其全部进行拷贝，拷贝出来的数据结构与原始的完全独立，拥有独立的内存地址，互相独立。

二、利用序列化实现深拷贝

Java中实现深拷贝的方式有很多种，其中一种方法是通过序列化。我们可以把对象序列化到内存中，再将其从内存中读取出来，从而创建一个新的对象，新对象和原对象彼此独立。

以下是一个利用序列化实现深拷贝的示例代码：

public static  List
    deepCopy(List
     src) throws Exception {
    ByteArrayOutputStream byteOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
    ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(byteOutputStream);
    objectOutputStream.writeObject(src);
    ByteArrayInputStream byteInputStream = new ByteArrayInputStream(byteOutputStream.toByteArray());
    ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(byteInputStream);
    List
      dest = (List
      ) objectInputStream.readObject();
    return dest;
}

      
     
    
   
  

以上代码利用了Java的序列化机制，将List对象中的所有对象序列化到内存中，再从内存中读取出来，从而创建了一个全新的List对象。

三、利用反射实现深拷贝

另一种深拷贝的方法是利用反射，这种方法适用于复杂的数据结构，比如包含多层嵌套的对象。

以下是一个利用反射实现深拷贝的示例代码：

public static  List
    deepCopy(List
     src) throws Exception {
    List
      dest = new ArrayList<>();
    for (T element : src) {
        Class clazz = element.getClass();
        T destElement = (T) clazz.getDeclaredConstructor().newInstance();
        Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();
        for (Field field : fields) {
            field.setAccessible(true);
            Object fieldValue = field.get(element);
            if (fieldValue == null) {
                field.set(destElement, null);
            } else if (fieldValue instanceof List) {
                field.set(destElement, deepCopy((List) fieldValue));
            } else {
                field.set(destElement, fieldValue);
            }
        }
        dest.add(destElement);
    }
    return dest;
}

     
    
   
  

以上代码通过反射获取类中的所有属性，然后逐一将每个属性拷贝到新对象中。如果属性是List类型，则递归调用深拷贝方法对其进行深拷贝；否则直接将属性赋值给新对象。

四、使用第三方库实现深拷贝

除了手动实现深拷贝的方法，我们还可以利用第三方库来实现深拷贝。其中比较常用的有Apache Commons Lang库和Google Guava库。

以下是使用Apache Commons Lang库实现深拷贝的示例代码：

import org.apache.commons.lang.SerializationUtils;

public static  List
    deepCopy(List
     src) {
    @SuppressWarnings("unchecked")
    List
      dest = (List
      ) SerializationUtils.clone((Serializable) src);
    return dest;
}

      
     
    
   
  

以上代码利用了Apache Commons Lang库的SerializationUtils类中的clone()方法，将List对象序列化到内存中，再从内存中读取出来，从而创建了一个全新的List对象。

以下是使用Google Guava库实现深拷贝的示例代码：

import com.google.common.collect.Lists;

public static  List
    deepCopy(List
     src) {
    List
      dest = Lists.newArrayList();
    for (T element : src) {
        T destElement = BeanUtils.clone(element);
        dest.add(destElement);
    }
    return dest;
}

     
    
   
  

以上代码利用了Google Guava库中的BeanUtils类中的clone()方法，对List中的每个元素进行深拷贝，并将拷贝后的对象添加到新的List中。

五、小结

本文介绍了Java List深拷贝的相关知识，并分别使用序列化、反射和第三方库三种方法实现了Java List深拷贝。

需要注意的是，以上方法中不同的实现方式对特定的数据结构有不同的适用性，需要根据具体情况进行选择。