Java 深拷贝 list

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mob649e8157ebce 2024-08-12 07:10:35 ©著作权

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Java 深拷贝 List 的实现

在 Java 中，深拷贝是一种将对象及其引用的对象都复制到一个新对象中的技术。这在处理需要复制的数据结构时非常重要，尤其是当我们希望避免原始对象和复制对象之间的相互影响时。今天，我们将逐步讲解如何实现 Java 中 List 的深拷贝。

一、深拷贝的流程

下面是实现深拷贝的步骤：

步骤	描述
1	创建一个需要深拷贝的类，以及 List 的实例。
2	实现类的 clone() 方法或使用其他深拷贝技术。
3	编写深拷贝的方法，使用循环构建新的 List。
4	测试深拷贝功能，确保原对象与拷贝对象互不影响。

二、每一步的具体实现

步骤 1: 创建一个需要深拷贝的类

首先，我们定义一个简单的类 Student，它表示学生信息：

public class Student {
    private String name;
    private int age;

    // 构造方法
    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    // Getter方法
    public String getName() {
        return name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    // 重写 toString 方法
    @Override
    public String toString() {
        return "Student{name='" + name + "', age=" + age + '}';
    }

    // 深拷贝方法
    public Student clone() {
        return new Student(this.name, this.age);
    }
}

步骤 2: 声明深拷贝方法

在 Student 类中，我们实现了一个 clone() 方法，它返回一个新的 Student 对象。确保我们只在需要的地方使用这一方法, 从而完成对对象的深拷贝。

步骤 3: 编写深拷贝方法

接下来，我们将许多个 Student 对象存储在 List 中，并编写一个方法来实现 List 的深拷贝：

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

public class DeepCopyExample {
    
    public static List<Student> deepCopy(List<Student> original) {
        List<Student> copy = new ArrayList<>();
        
        for (Student student : original) {
            copy.add(student.clone()); // 调用 clone 方法来复制对象
        }
        return copy;
    }
}

在这个 deepCopy 方法中，我们：

创建一个新的 List copy。
遍历 original List 中的每个 Student 对象，并调用其 clone() 方法以创建其副本。
将副本添加到新的 List 中。

步骤 4: 测试深拷贝功能

我们可以写一些代码来测试上述功能，确保深拷贝正常工作：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<Student> students = new ArrayList<>();
        students.add(new Student("Alice", 20));
        students.add(new Student("Bob", 22));

        List<Student> copiedStudents = DeepCopyExample.deepCopy(students);

        // 修改原始 List 中的对象
        students.get(0).setName("Charlie"); // 原对象改变

        // 输出结果
        System.out.println("Original List: " + students);
        System.out.println("Copied List: " + copiedStudents);
    }
}

在这里，我们输出了原始 List 和拷贝 List 的内容。通过观察，我们应该会发现，改变原始 List 不会影响拷贝 List，从而验证深拷贝的成功。

三、ER图

通过下面的 ER 图，可以显示我们对象之间的关系。

erDiagram
    STUDENT {
        String name
        int age
    }

    LIST {
        STUDENT[] students
    }

    LIST ||--o{ STUDENT : contains

这个图表示 LIST 类是由多个 STUDENT 对象组成的，而每个 STUDENT 对象都可以独立存在。

四、状态图

为了更形象地展示拷贝的流程，我们可以使用状态图来表示对象之间的变化过程。

stateDiagram
    [*] --> OriginalList: 创建原始 List
    OriginalList --> CopiedList: 调用 deepCopy
    state CopiedList {
        [*] --> ClonedStudents: 深拷贝每个 Student
        ClonedStudents --> Complete: 完成深拷贝
    }
    Complete --> [*]