Как сделать глубокую копию объекта?

301

Немного сложно реализовать функцию глубокого копирования объектов. Какие шаги вы предпринимаете, чтобы гарантировать, что исходный и клонированный объекты не имеют общего доступа?

Андрей Саву
источник
4
Kryo имеет встроенную поддержку для копирования / клонирования . Это прямое копирование из объекта в объект, а не объект-> байты-> объект.
NateS
1
Вот связанный вопрос, который был задан позже: Рекомендации по
утилизации
Использование библиотеки клонирования спасло мне день! github.com/kostaskougios/cloning
гаурав

Ответы:

168

Безопасным способом является сериализация объекта, а затем десериализация. Это гарантирует, что все является новой ссылкой.

Вот статья о том, как сделать это эффективно.

Предостережения: классы могут переопределить сериализацию, чтобы новые экземпляры не создавались, например, для одиночных игр. Кроме того, это, конечно, не работает, если ваши классы не Serializable.

Джейсон Коэн
источник
6
Помните, что реализация FastByteArrayOutputStream, представленная в статье, может быть более эффективной. Он использует расширение в стиле ArrayList, когда буфер заполняется, но лучше использовать подход расширения в стиле LinkedList. Вместо создания нового 2x буфера и запоминания текущего буфера, ведите связанный список буферов, добавляя новый, когда текущий заполняется. Если вы получили запрос на запись большего количества данных, чем уместилось бы в вашем размере буфера по умолчанию, создайте буферный узел, который будет точно таким же, как запрос; узлы не должны быть одинакового размера.
Брайан Харрис
Просто используйте kryo: github.com/EsotericSoftware/kryo#copyingcloning тест производительности slideshare.net/AlexTumanoff/serialization-and-performance
zengr
Хорошая статья, которая объясняет глубокое копирование посредством сериализации: javaworld.com/article/2077578/learn-java/…
Infinitum Ad
Связанный список @BrianHarris не более эффективен, чем динамический массив. Вставка элементов в динамический массив амортизируется постоянной сложностью, а вставка в связанный список - линейной сложностью
Norill Tempest
Насколько сериализация и десериализация медленнее подхода конструктора копирования?
Воланд
75

Несколько человек упомянули об использовании или переопределении Object.clone(). Не делай этого. Object.clone()имеет некоторые серьезные проблемы, и его использование не рекомендуется в большинстве случаев. Пожалуйста, см. Пункт 11 из « Эффективной Явы » Джошуа Блоха для полного ответа. Я полагаю, что вы можете безопасно использовать Object.clone()массивы примитивного типа, но помимо этого вы должны быть осторожны в правильном использовании и переопределении клона.

Схемы, которые полагаются на сериализацию (XML или иным образом), являются хитрыми.

Здесь нет простого ответа. Если вы хотите выполнить глубокое копирование объекта, вам придется пройти по графу объектов и явно скопировать каждый дочерний объект с помощью конструктора копирования объекта или статического метода фабрики, который, в свою очередь, копирует дочерний объект. Неизменяемые (например, Strings) не должны быть скопированы. Кроме того, вы должны поддержать неизменность по этой причине.

Жюльен Частанг
источник
58

Вы можете сделать глубокую копию с сериализацией без создания файлов.

Ваш объект, который вы хотите глубоко скопировать, потребуется implement serializable. Если класс не является окончательным или не может быть изменен, расширьте класс и реализуйте сериализуемый.

Преобразуйте ваш класс в поток байтов:

ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
oos.writeObject(object);
oos.flush();
oos.close();
bos.close();
byte[] byteData = bos.toByteArray();

Восстановите ваш класс из потока байтов:

ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(byteData);
(Object) object = (Object) new ObjectInputStream(bais).readObject();
Thargor
источник
4
Если урок окончательный, как бы вы его продлили?
Кумар Маниш
1
@KumarManish класс MyContainer реализует Serializable {MyFinalClass instance; ...}
Маттео Т.
Я нахожу это отличным ответом. Клон беспорядок
blackbird014
@MatteoT. как не сериализуемое свойство класса будет сериализовано, не сериализуемо instanceв этом случае?
Фарид
40

Вы можете сделать глубокий клон на основе сериализации, используя org.apache.commons.lang3.SerializationUtils.clone(T)Apache Commons Lang, но будьте осторожны - производительность ужасна.

В целом, рекомендуется писать собственные методы клонирования для каждого класса объекта в графе объектов, нуждающихся в клонировании.

user8690
источник
Это также доступно вorg.apache.commons.lang.SerializationUtils
Пино
25

Одним из способов реализации глубокого копирования является добавление конструкторов копирования в каждый связанный класс. Конструктор копирования принимает экземпляр this в качестве единственного аргумента и копирует все значения из него. Довольно трудоемко, но довольно просто и безопасно.

РЕДАКТИРОВАТЬ: обратите внимание, что вам не нужно использовать методы доступа для чтения полей. Вы можете получить доступ ко всем полям напрямую, потому что исходный экземпляр всегда имеет тот же тип, что и экземпляр с конструктором копирования. Очевидно, но может быть упущено.

Пример:

public class Order {

    private long number;

    public Order() {
    }

    /**
     * Copy constructor
     */
    public Order(Order source) {
        number = source.number;
    }
}


public class Customer {

    private String name;
    private List<Order> orders = new ArrayList<Order>();

    public Customer() {
    }

    /**
     * Copy constructor
     */
    public Customer(Customer source) {
        name = source.name;
        for (Order sourceOrder : source.orders) {
            orders.add(new Order(sourceOrder));
        }
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

Изменить: Обратите внимание, что при использовании конструкторов копирования вам необходимо знать тип времени выполнения объекта, который вы копируете. При описанном выше подходе вы не можете легко скопировать смешанный список (вы можете сделать это с помощью некоторого кода отражения).

Адриан Костер
источник
1
Просто интересно, что то, что вы копируете, является подклассом, но на него ссылается родитель. Можно ли переопределить конструктор копирования?
Pork 'n' Bunny
Почему ваш родительский класс ссылается на свой подкласс? Можете привести пример?
Адриан Костер
1
Автомобиль общего класса расширяет автомобиль, а затем ссылается на автомобиль как транспортное средство. originaList = новый ArrayList <Автомобиль>; copyList = new ArrayList <Vehicle>; originalList.add (new Car ()); for (Vehicle Vehicle: vehicleList) {copyList.add (новое Транспортное средство (транспортное средство)); }
Pork 'n' Bunny
@AdriaanKoster: Если исходный список содержит Toyota, ваш код будет помещен Carв список адресатов. Правильное клонирование обычно требует, чтобы класс предоставлял метод виртуальной фабрики, контракт которого гласит, что он возвратит новый объект своего собственного класса; сам конструктор копирования должен protectedгарантировать, что он будет использоваться только для создания объектов, точный тип которых соответствует типу копируемого объекта).
суперкат
Так что, если я правильно понимаю ваше предложение, фабричный метод вызовет конструктор приватной копии? Как конструктор копирования подкласса должен убедиться, что поля суперкласса инициализированы? Можете привести пример?
Адриан Костер
20

Вы можете использовать библиотеку, которая имеет простой API и выполняет относительно быстрое клонирование с отражением (должно быть быстрее, чем методы сериализации).

Cloner cloner = new Cloner();

MyClass clone = cloner.deepClone(o);
// clone is a deep-clone of o
CorayThan
источник
19

Apache commons предлагает быстрый способ глубокого клонирования объекта.

My_Object object2= org.apache.commons.lang.SerializationUtils.clone(object1);
TheByeByeMan
источник
1
Это работает только для объекта, который реализует Serializable, а также для всех полей в нем реализует Serializable, хотя.
Wonhee
11

XStream действительно полезен в таких случаях. Вот простой код для клонирования

private static final XStream XSTREAM = new XStream();
...

Object newObject = XSTREAM.fromXML(XSTREAM.toXML(obj));
санкара
источник
1
Нееет, вам не нужны накладные расходы на XML-объект.
Эгелев
@egeleve Вы понимаете, что отвечаете на комментарий от '08, верно? Я больше не использую Java, и сейчас, вероятно, есть лучшие инструменты. Однако в то время сериализация в другой формат и последующая обратная сериализация казались хорошим взломом - это было определенно неэффективно.
Шанкара
10

Одним из очень простых и простых подходов является использование Jackson JSON для сериализации сложного Java Object в JSON и его последующего чтения.

http://wiki.fasterxml.com/JacksonInFiveMinutes

Рави Чиной
источник
2
Ссылка мертва.
С. Буда
10

Для пользователей Spring Framework . Используя класс org.springframework.util.SerializationUtils:

@SuppressWarnings("unchecked")
public static <T extends Serializable> T clone(T object) {
     return (T) SerializationUtils.deserialize(SerializationUtils.serialize(object));
}
Игорь Рыбак
источник
9

Для сложных объектов и когда производительность незначительна, я использую библиотеку json, например, gson, для сериализации объекта в текст json, а затем десериализации текста для получения нового объекта.

gson, основанный на отражении, будет работать в большинстве случаев, за исключением того, что transientполя не будут скопированы и объекты с круговой ссылкой с причиной StackOverflowError.

public static <T> T copy(T anObject, Class<T> classInfo) {
    Gson gson = new GsonBuilder().create();
    String text = gson.toJson(anObject);
    T newObject = gson.fromJson(text, classInfo);
    return newObject;
}
public static void main(String[] args) {
    String originalObject = "hello";
    String copiedObject = copy(originalObject, String.class);
}
tiboo
источник
3
Пожалуйста, придерживайтесь соглашений об именах Java для себя и ради нас.
Патрик Бергнер
8

Используйте XStream ( http://x-stream.github.io/ ). Вы даже можете контролировать, какие свойства вы можете игнорировать с помощью аннотаций или явного указания имени свойства для класса XStream. Более того, вам не нужно реализовывать клонируемый интерфейс.

Adisesha
источник
7

Глубокое копирование может быть сделано только с согласия каждого класса. Если у вас есть контроль над иерархией классов, вы можете реализовать клонируемый интерфейс и реализовать метод Clone. В противном случае безопасное копирование невозможно сделать безопасно, поскольку объект может также совместно использовать ресурсы, не относящиеся к данным (например, соединения с базой данных). В целом, однако, глубокое копирование считается плохой практикой в ​​среде Java, и его следует избегать с помощью соответствующих методов проектирования.

Орион Адриан
источник
2
Не могли бы вы описать «соответствующие методы проектирования»?
Fklappan
6
import com.thoughtworks.xstream.XStream;

public class deepCopy {
    private static  XStream xstream = new XStream();

    //serialize with Xstream them deserialize ...
    public static Object deepCopy(Object obj){
        return xstream.fromXML(xstream.toXML(obj));
    }
}
Эрик Лещинский
источник
5

Я использовал Dozer для клонирования объектов Java, и это здорово, библиотека Kryo - еще одна отличная альтернатива.

сверхновая звезда
источник
2

BeanUtils отлично справляется с глубоким клонированием бобов.

BeanUtils.cloneBean(obj);
Alfergon
источник
4
Это делает мелкое клонирование.
Петр Шали
2

1)

public static Object deepClone(Object object) {
   try {
     ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
     ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(baos);
     oos.writeObject(object);
     ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(baos.toByteArray());
     ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bais);
     return ois.readObject();
   }
   catch (Exception e) {
     e.printStackTrace();
     return null;
   }
 }

2)

    // (1) create a MyPerson object named Al
    MyAddress address = new MyAddress("Vishrantwadi ", "Pune", "India");
    MyPerson al = new MyPerson("Al", "Arun", address);

    // (2) make a deep clone of Al
    MyPerson neighbor = (MyPerson)deepClone(al);

Здесь ваш класс MyPerson и MyAddress должны реализовывать интерфейс Serilazable

Arun
источник
2

Использование Джексона для сериализации и десериализации объекта. Эта реализация не требует, чтобы объект реализовал класс Serializable.

  <T> T clone(T object, Class<T> clazzType) throws IOException {

    final ObjectMapper objMapper = new ObjectMapper();
    String jsonStr= objMapper.writeValueAsString(object);

    return objMapper.readValue(jsonStr, clazzType);

  }
Картик Рао
источник