Java对象传递与返回的细节问题详析

Java
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2023-06-11
Java基础——如何优雅地处理异常
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  • 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(, "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(, "tom");
		Person p=p;
		p.age++;
		System.out.println(p.age);//	
	}

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(, "tom");
		f(p);
		System.out.println(p.age);//	
	}
	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=;
		change(a);
		System.out.println(a);// 不受影响
	}
	public static void change(int a) {
		a=;
	}

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(, "tom");
		f(p);
		System.out.println(p.age);//还是 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(, "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 p=new Person(18, "tom");
		Person p=p1.clone();
		System.out.println(p+"   name: "+p1.name+"  age: "+p1.age);
		System.out.println(p+"   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 p=new Person(18, "tom",country);
		Person p=p1.clone();
		System.out.println(p+"   name: "+p1.name+"  age: "+p1.age+"  country: "+p1.country);
		System.out.println(p+"   name: "+p2.name+"  age: "+p2.age+"  country: "+p2.country);
		p.name="bob";
		p.country.nation="America";
		System.out.println(p+"   name: "+p1.name+"  age: "+p1.age+"  country: "+p1.country.nation);
		System.out.println(p+"   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

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 p=new Person(18, "tom",country);
		Person p=p1.clone();
		System.out.println(p+"   name: "+p1.name+"  age: "+p1.age+"  country: "+p1.country);
		System.out.println(p+"   name: "+p2.name+"  age: "+p2.age+"  country: "+p2.country);
		p.name="bob";
		p.country.nation="America";
		System.out.println(p+"   name: "+p1.name+"  age: "+p1.age+"  country: "+p1.country.nation);
		System.out.println(p+"   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 =L;
	String nation;

	public Country(String nation) {
		super();
		this.nation = nation;
	}
	
}
	

public class Person implements Cloneable,Serializable {
	private static final long serialVersionUID =L;
	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 p=new Person(18, "tom",country);
		Person p=p1.clone();
		System.out.println(p+"   name: "+p1.name+"  age: "+p1.age+"  country: "+p1.country);
		System.out.println(p+"   name: "+p2.name+"  age: "+p2.age+"  country: "+p2.country);
		p.name="bob";
		p.country.nation="America";
		System.out.println(p+"   name: "+p1.name+"  age: "+p1.age+"  country: "+p1.country.nation);
		System.out.println(p+"   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
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