Java对象传递与返回的细节如何深入剖析?

2026-05-26 01:581阅读0评论SEO教程
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Java对象传递与返回的细节如何深入剖析?

目录 + 1. 递归引用 2. 创建本地副本 2.1. 值传递 2.2. 对象复制 2.3. 浅拷贝问题 2.4. 深拷贝 2.4.1. 引用类型逐个浅拷贝 2.4.2. 序列化方式实现深拷贝 3. 总结 1. 递归引用:在一个方法中将一个对象引用传递给自身

目录
  • 1.传递引用
  • 2. 创建本地副本
    • 2.1 值传递
    • 2.2 对象克隆
    • 2.3 浅拷贝问题
    • 2.4 深拷贝
      • 2.4.1 引用类型逐个浅拷贝
      • 2.4.2 序列化方式进行深拷贝
  • 总结

    1.传递引用

    在一个方法中将一个对象的引用传递给另外一个方法,引用指向的对象是同一个

    public class Person { int age; String name; public Person(int age, String name) { this.age = age; this.name = name; } public static void main(String[] args) { Person p=new Person(18, "tom"); System.out.println("main: "+p); f(p); } public static void f(Person p) { System.out.println("f(): "+p); } }

    引用别名

    public static void main(String[] args) { Person p=new Person(18, "tom"); Person p2=p; p2.age++; System.out.println(p.age);//19 }

    引用p和p2指向的是同一个对象,p2对对象的属性进行操作,当使用引用p访问对象的属性时当然也改变,同样的情况也发生在对象引用在方法之间的传递,如下面的代码:

    public static void main(String[] args) { Person p=new Person(18, "tom"); f(p); System.out.println(p.age);//19 } public static void f(Person p) { p.age++; }

    2. 创建本地副本

    几个概念:

    • 引用别名会在方法参数是对象类型时自动发生
    • 没有本地对象,只有本地引用(方法中创建的对象存在于堆中,只有引用变量存在于方法栈中)
    • 引用是有作用域的,而对象没有
    • Java中的对象的生命周期并不是一个问题(垃圾回收机制)

    2.1 值传递

    Java中方法之间只有值传递

    传递基本类型时,传递的是基本类型的值的拷贝

    public static void main(String[] args) { int a=100; change(a); System.out.println(a);//100 不受影响 } public static void change(int a) { a=99; }

    传递对象时,传递的是对象的引用拷贝

    public static void main(String[] args) { Person p=new Person(18, "tom"); f(p); System.out.println(p.age);//还是18 f()中p指向了一个新的对象 不影响main函数 } public static void f(Person p) { p=new Person(20, "bob"); }

    传递对象时如果在另外一个方法中对对象的属性进行操作会对main方法产生“副作用”, 但是如果只是简单的对引用进行操作是没有影响的

    2.2 对象克隆

    步骤:

    类实现Cloneable空接口,默认情况下不希望所有的类都有克隆能力,当需要某个类有克隆能力时就需要实现该接口作为一种“可克隆”的标记,否则克隆时会报错CloneNotSupportedException

    public interface Cloneable { }

    重写clone方法,clone方法是Object类中的,它在Object类中的是一个protected的本地方法,需要重写,加上public修饰符,否则只能在当前类中使用clone方法

    protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;

    public class Person implements Cloneable { int age; String name; public Person(int age, String name) { this.age = age; this.name = name; } public Person clone() throws CloneNotSupportedException { return (Person) super.clone(); } public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException { Person p1=new Person(18, "tom"); Person p2=p1.clone(); System.out.println(p1+" name: "+p1.name+" age: "+p1.age); System.out.println(p2+" name: "+p2.name+" age: "+p2.age); } }

    重写clone方法时实际是就是调用Object类中的本地clone方法,Object类中的clone方法做了哪些工作?

    Object类中clone方法负责创建正确大小的存储空间,并执行了从原始对象中所有二进制位到新对象内存中的按位复制。

    2.3 浅拷贝问题

    场景:Person类中增加一个引用类型的属性Country, 表示这个人所属的国家,然后进行克隆

    package test; class Country{ String nation; public Country(String nation) { super(); this.nation = nation; } } public class Person implements Cloneable { int age; String name; Country country; public Person(int age, String name,Country country) { this.age = age; this.name = name; this.country=country; } public Person clone() throws CloneNotSupportedException { return (Person) super.clone(); } public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException { Country country=new Country("China"); Person p1=new Person(18, "tom",country); Person p2=p1.clone(); System.out.println(p1+" name: "+p1.name+" age: "+p1.age+" country: "+p1.country); System.out.println(p2+" name: "+p2.name+" age: "+p2.age+" country: "+p2.country); p1.name="bob"; p1.country.nation="America"; System.out.println(p1+" name: "+p1.name+" age: "+p1.age+" country: "+p1.country.nation); System.out.println(p2+" name: "+p2.name+" age: "+p2.age+" country: "+p2.country.nation); } }

    问题描述: 当Person类中有一个引用类型属性时,对于基本类型数据和String类型是对值进行拷贝的,因此改变p1的name不影响p2的name, 但是对于Country这种引用类型,在clone时仅仅是拷贝了一份对象的引用,拷贝的引用和原来的引用指向的是同一个对象,因此p1改变country的属性时,p2的country的属性也发生了改变

    Java对象传递与返回的细节如何深入剖析?

    2.4 深拷贝

    解决浅拷贝问题的关键点在于不仅仅是拷贝引用,而且要拷贝一份引用指向的对象,深拷贝有两种方式:

    • 逐个对引用指向的对象进行浅拷贝
    • 使用序列化方式进行深拷贝

    2.4.1 引用类型逐个浅拷贝

    如果一个类A中有多个引用类型,那么这些引用类型的类需要实现 Cloneable接口,在对A的对象进行克隆时,逐个浅拷贝其中的引用类型

    eg: Person类中有Country引用类型,在进行clone时,单独对country进行浅拷贝

    package test; class Country implements Cloneable{ String nation; public Country(String nation) { super(); this.nation = nation; } public Country clone() throws CloneNotSupportedException { return (Country) super.clone(); } } public class Person implements Cloneable { int age; String name; Country country; public Person(int age, String name,Country country) { this.age = age; this.name = name; this.country=country; } public Person clone() throws CloneNotSupportedException { Person p=null; p=(Person) super.clone(); p.country=p.country.clone();//对country进行浅拷贝 return p; } public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException { Country country=new Country("China"); Person p1=new Person(18, "tom",country); Person p2=p1.clone(); System.out.println(p1+" name: "+p1.name+" age: "+p1.age+" country: "+p1.country); System.out.println(p2+" name: "+p2.name+" age: "+p2.age+" country: "+p2.country); p1.name="bob"; p1.country.nation="America"; System.out.println(p1+" name: "+p1.name+" age: "+p1.age+" country: "+p1.country.nation); System.out.println(p2+" name: "+p2.name+" age: "+p2.age+" country: "+p2.country.nation); } }

    2.4.2 序列化方式进行深拷贝

    package test; import java.io.ByteArrayInputStream; import java.io.ByteArrayOutputStream; import java.io.IOException; import java.io.ObjectInputStream; import java.io.ObjectOutputStream; import java.io.Serializable; class Country implements Serializable{ private static final long serialVersionUID = 1L; String nation; public Country(String nation) { super(); this.nation = nation; } } public class Person implements Cloneable,Serializable { private static final long serialVersionUID = 1L; int age; String name; Country country; public Person(int age, String name,Country country) { this.age = age; this.name = name; this.country=country; } public Person clone() throws CloneNotSupportedException { Person p=null; ObjectInputStream ois=null; ObjectOutputStream oos=null; ByteArrayInputStream bais=null; ByteArrayOutputStream baos=null; try { baos=new ByteArrayOutputStream(); oos=new ObjectOutputStream(baos); oos.writeObject(this);//Person对象序列化 序列化写入到baos流中 bais=new ByteArrayInputStream(baos.toByteArray()); ois=new ObjectInputStream(bais);//从baos流中读取数据到ois p=(Person) ois.readObject();//ois读取对象数据 } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); }finally { if(bais!=null) try { bais.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } if(baos!=null) try { baos.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } if(oos!=null) try { oos.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } if(ois!=null) try { ois.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } return p; } public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException { Country country=new Country("China"); Person p1=new Person(18, "tom",country); Person p2=p1.clone(); System.out.println(p1+" name: "+p1.name+" age: "+p1.age+" country: "+p1.country); System.out.println(p2+" name: "+p2.name+" age: "+p2.age+" country: "+p2.country); p1.name="bob"; p1.country.nation="America"; System.out.println(p1+" name: "+p1.name+" age: "+p1.age+" country: "+p1.country.nation); System.out.println(p2+" name: "+p2.name+" age: "+p2.age+" country: "+p2.country.nation); } }

    总结: 实现一个可克隆的类的步骤

    • 实现Cloneable接口
    • 重写clone方法
    • 在重写的clone方法中调用super.clone()方法
    • 在重写的clone方法中捕获异常

    总结

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    Java对象传递与返回的细节如何深入剖析?

    目录 + 1. 递归引用 2. 创建本地副本 2.1. 值传递 2.2. 对象复制 2.3. 浅拷贝问题 2.4. 深拷贝 2.4.1. 引用类型逐个浅拷贝 2.4.2. 序列化方式实现深拷贝 3. 总结 1. 递归引用:在一个方法中将一个对象引用传递给自身

    目录
    • 1.传递引用
    • 2. 创建本地副本
      • 2.1 值传递
      • 2.2 对象克隆
      • 2.3 浅拷贝问题
      • 2.4 深拷贝
        • 2.4.1 引用类型逐个浅拷贝
        • 2.4.2 序列化方式进行深拷贝
    • 总结

      1.传递引用

      在一个方法中将一个对象的引用传递给另外一个方法,引用指向的对象是同一个

      public class Person { int age; String name; public Person(int age, String name) { this.age = age; this.name = name; } public static void main(String[] args) { Person p=new Person(18, "tom"); System.out.println("main: "+p); f(p); } public static void f(Person p) { System.out.println("f(): "+p); } }

      引用别名

      public static void main(String[] args) { Person p=new Person(18, "tom"); Person p2=p; p2.age++; System.out.println(p.age);//19 }

      引用p和p2指向的是同一个对象,p2对对象的属性进行操作,当使用引用p访问对象的属性时当然也改变,同样的情况也发生在对象引用在方法之间的传递,如下面的代码:

      public static void main(String[] args) { Person p=new Person(18, "tom"); f(p); System.out.println(p.age);//19 } public static void f(Person p) { p.age++; }

      2. 创建本地副本

      几个概念:

      • 引用别名会在方法参数是对象类型时自动发生
      • 没有本地对象,只有本地引用(方法中创建的对象存在于堆中,只有引用变量存在于方法栈中)
      • 引用是有作用域的,而对象没有
      • Java中的对象的生命周期并不是一个问题(垃圾回收机制)

      2.1 值传递

      Java中方法之间只有值传递

      传递基本类型时,传递的是基本类型的值的拷贝

      public static void main(String[] args) { int a=100; change(a); System.out.println(a);//100 不受影响 } public static void change(int a) { a=99; }

      传递对象时,传递的是对象的引用拷贝

      public static void main(String[] args) { Person p=new Person(18, "tom"); f(p); System.out.println(p.age);//还是18 f()中p指向了一个新的对象 不影响main函数 } public static void f(Person p) { p=new Person(20, "bob"); }

      传递对象时如果在另外一个方法中对对象的属性进行操作会对main方法产生“副作用”, 但是如果只是简单的对引用进行操作是没有影响的

      2.2 对象克隆

      步骤:

      类实现Cloneable空接口,默认情况下不希望所有的类都有克隆能力,当需要某个类有克隆能力时就需要实现该接口作为一种“可克隆”的标记,否则克隆时会报错CloneNotSupportedException

      public interface Cloneable { }

      重写clone方法,clone方法是Object类中的,它在Object类中的是一个protected的本地方法,需要重写,加上public修饰符,否则只能在当前类中使用clone方法

      protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;

      public class Person implements Cloneable { int age; String name; public Person(int age, String name) { this.age = age; this.name = name; } public Person clone() throws CloneNotSupportedException { return (Person) super.clone(); } public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException { Person p1=new Person(18, "tom"); Person p2=p1.clone(); System.out.println(p1+" name: "+p1.name+" age: "+p1.age); System.out.println(p2+" name: "+p2.name+" age: "+p2.age); } }

      重写clone方法时实际是就是调用Object类中的本地clone方法,Object类中的clone方法做了哪些工作?

      Object类中clone方法负责创建正确大小的存储空间,并执行了从原始对象中所有二进制位到新对象内存中的按位复制。

      2.3 浅拷贝问题

      场景:Person类中增加一个引用类型的属性Country, 表示这个人所属的国家,然后进行克隆

      package test; class Country{ String nation; public Country(String nation) { super(); this.nation = nation; } } public class Person implements Cloneable { int age; String name; Country country; public Person(int age, String name,Country country) { this.age = age; this.name = name; this.country=country; } public Person clone() throws CloneNotSupportedException { return (Person) super.clone(); } public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException { Country country=new Country("China"); Person p1=new Person(18, "tom",country); Person p2=p1.clone(); System.out.println(p1+" name: "+p1.name+" age: "+p1.age+" country: "+p1.country); System.out.println(p2+" name: "+p2.name+" age: "+p2.age+" country: "+p2.country); p1.name="bob"; p1.country.nation="America"; System.out.println(p1+" name: "+p1.name+" age: "+p1.age+" country: "+p1.country.nation); System.out.println(p2+" name: "+p2.name+" age: "+p2.age+" country: "+p2.country.nation); } }

      问题描述: 当Person类中有一个引用类型属性时,对于基本类型数据和String类型是对值进行拷贝的,因此改变p1的name不影响p2的name, 但是对于Country这种引用类型,在clone时仅仅是拷贝了一份对象的引用,拷贝的引用和原来的引用指向的是同一个对象,因此p1改变country的属性时,p2的country的属性也发生了改变

      Java对象传递与返回的细节如何深入剖析?

      2.4 深拷贝

      解决浅拷贝问题的关键点在于不仅仅是拷贝引用,而且要拷贝一份引用指向的对象,深拷贝有两种方式:

      • 逐个对引用指向的对象进行浅拷贝
      • 使用序列化方式进行深拷贝

      2.4.1 引用类型逐个浅拷贝

      如果一个类A中有多个引用类型,那么这些引用类型的类需要实现 Cloneable接口,在对A的对象进行克隆时,逐个浅拷贝其中的引用类型

      eg: Person类中有Country引用类型,在进行clone时,单独对country进行浅拷贝

      package test; class Country implements Cloneable{ String nation; public Country(String nation) { super(); this.nation = nation; } public Country clone() throws CloneNotSupportedException { return (Country) super.clone(); } } public class Person implements Cloneable { int age; String name; Country country; public Person(int age, String name,Country country) { this.age = age; this.name = name; this.country=country; } public Person clone() throws CloneNotSupportedException { Person p=null; p=(Person) super.clone(); p.country=p.country.clone();//对country进行浅拷贝 return p; } public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException { Country country=new Country("China"); Person p1=new Person(18, "tom",country); Person p2=p1.clone(); System.out.println(p1+" name: "+p1.name+" age: "+p1.age+" country: "+p1.country); System.out.println(p2+" name: "+p2.name+" age: "+p2.age+" country: "+p2.country); p1.name="bob"; p1.country.nation="America"; System.out.println(p1+" name: "+p1.name+" age: "+p1.age+" country: "+p1.country.nation); System.out.println(p2+" name: "+p2.name+" age: "+p2.age+" country: "+p2.country.nation); } }

      2.4.2 序列化方式进行深拷贝

      package test; import java.io.ByteArrayInputStream; import java.io.ByteArrayOutputStream; import java.io.IOException; import java.io.ObjectInputStream; import java.io.ObjectOutputStream; import java.io.Serializable; class Country implements Serializable{ private static final long serialVersionUID = 1L; String nation; public Country(String nation) { super(); this.nation = nation; } } public class Person implements Cloneable,Serializable { private static final long serialVersionUID = 1L; int age; String name; Country country; public Person(int age, String name,Country country) { this.age = age; this.name = name; this.country=country; } public Person clone() throws CloneNotSupportedException { Person p=null; ObjectInputStream ois=null; ObjectOutputStream oos=null; ByteArrayInputStream bais=null; ByteArrayOutputStream baos=null; try { baos=new ByteArrayOutputStream(); oos=new ObjectOutputStream(baos); oos.writeObject(this);//Person对象序列化 序列化写入到baos流中 bais=new ByteArrayInputStream(baos.toByteArray()); ois=new ObjectInputStream(bais);//从baos流中读取数据到ois p=(Person) ois.readObject();//ois读取对象数据 } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); }finally { if(bais!=null) try { bais.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } if(baos!=null) try { baos.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } if(oos!=null) try { oos.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } if(ois!=null) try { ois.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } return p; } public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException { Country country=new Country("China"); Person p1=new Person(18, "tom",country); Person p2=p1.clone(); System.out.println(p1+" name: "+p1.name+" age: "+p1.age+" country: "+p1.country); System.out.println(p2+" name: "+p2.name+" age: "+p2.age+" country: "+p2.country); p1.name="bob"; p1.country.nation="America"; System.out.println(p1+" name: "+p1.name+" age: "+p1.age+" country: "+p1.country.nation); System.out.println(p2+" name: "+p2.name+" age: "+p2.age+" country: "+p2.country.nation); } }

      总结: 实现一个可克隆的类的步骤

      • 实现Cloneable接口
      • 重写clone方法
      • 在重写的clone方法中调用super.clone()方法
      • 在重写的clone方法中捕获异常

      总结

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