编程人员经常误用各个集合类提供的拷贝构造函数作为克隆List，Set，ArrayList，HashSet或者其他集合实现的方法。需要记住的是，Java集合的拷贝构造函数只提供浅拷贝而不是深拷贝，这意味着存储在原始List和克隆List中的对象是相同的，指向Java堆内存中相同的位置。增加了这个误解的原因之一是对于不可变对象集合的浅克隆。由于不可变性，即使两个集合指向相同的对象是可以的。字符串池包含的字符串就是这种情况，更改一个不会影响到另一个。使用ArrayList的拷贝构造函数创建雇员List的拷贝时就会出现问题，Employee类不是不可变的。在这种情况下，如果原始集合修改了雇员信息，这个变化也将反映到克隆集合。同样如果克隆集合雇员信息发生变化，原始集合也会被更改。绝大多数情况下，这种变化不是我们所希望的，克隆对象应该与原始对象独立。解决这个问题的方法是深克隆集合，深克隆将递归克隆对象直到基本数据类型或者不可变类。本文将了解一下深拷贝ArrayList或者HashSet等集合类的一种方法。如果你了解深拷贝与浅拷贝之间的区别，那么理解集合深克隆的方法就会很简单。

Java集合的深克隆

下面例子有一个Employee集合，Employee是可变对象，成员变量name和designation。它们存储在HashSet中。使用java.util.Collection接口的addAll()方法创建集合拷贝。然后修改存储在原始集合每个Employee对象的designation值。理想情况下这个改变不会影响克隆集合，因为克隆集合和原始集合应该相互独立，但是克隆集合也被改变了。修正这个问题的方法是对存储在Collection类中的元素深克隆。

1. import java.util.Collection;
   
2. import java.util.HashSet;
   
3. import java.util.Iterator;
   
4. import org.slf4j.Logger;
   
5. import org.slf4j.LoggerFactory;
   
6. 
   
7. /**
   
8. * Java program to demonstrate copy constructor of Collection provides shallow
   
9. * copy and techniques to deep clone Collection by iterating over them.
   
10. * @author http://javarevisited.blogspot.com
    
11. */
    
12. public class CollectionCloningTest {
    
13.     private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(CollectionCloningclass);
    
14.     public static void main(String args[]) {
    
15.         // deep cloning Collection in Java
    
16.         Collection<Employee> org = new HashSet<>();
    
17.         org.add(new Employee("Joe", "Manager"));
    
18.         org.add(new Employee("Tim", "Developer"));
    
19.         org.add(new Employee("Frank", "Developer"));
    
20. 
    
21.         // creating copy of Collection using copy constructor
    
22.         Collection<Employee> copy = new HashSet<>(org);
    
23. 
    
24.         logger.debug("Original Collection {}", org);
    
25.         logger.debug("Copy of Collection {}", copy );
    
26.          
    
27.         Iterator<Employee> itr = org.iterator();
    
28.         while(itr.hasNext()){
    
29.             itr.next().setDesignation("staff");
    
30.         }
    
31. 
    
32.         logger.debug("Original Collection after modification {}", org);
    
33.         logger.debug("Copy of Collection without modification {}", copy );
    
34. 
    
35.         // deep Cloning List in Java
    
36. 
    
37.     }
    
38. }
    
39. 
    
40. class Employee {
    
41.     private String name;
    
42.     private String designation;
    
43.      
    
44.     public Employee(String name, String designation) {
    
45.         this.name = name;
    
46.         this.designation = designation;
    
47.     }
    
48.      
    
49.     public String getDesignation() {
    
50.         return designation;
    
51.     }
    
52. 
    
53.     public void setDesignation(String designation) {
    
54.         this.designation = designation;
    
55.     }
    
56. 
    
57.     public String getName() {
    
58.         return name;
    
59.     }
    
60. 
    
61.     public void setName(String name) {
    
62.         this.name = name;
    
63.     }
    
64. 
    
65.     @Override
    
66.     public String toString() {
    
67.         return String.format("%s: %s", name, designation );
    
68.     }
    
69. }

复制代码

输出：

1. - Original Collection [Joe: Manager, Frank: Developer, Tim: Developer]
   
2. - Copy of Collection [Joe: Manager, Frank: Developer, Tim: Developer]
   
3. - Original Collection after modification [Joe: staff, Frank: staff, Tim: staff]
   
4. - Copy of Collection without modification [Joe: staff, Frank: staff, Tim: staff]

复制代码

可以看到改变原始Collection中Employee对象(改变designation为”staff“)在克隆集合中也有所反映，因为克隆是浅拷贝，指向堆中相同的Employee对象。为了修正这个问题，需要遍历集合，深克隆Employee对象，在这之前，要重写Employee对象的clone方法。

1)Employee实现Cloneable接口
2)为Employee类增加下面的clone()方法

1. @Override
   
2.     protected Employee clone() {
   
3.         Employee clone = null;
   
4.         try{
   
5.             clone = (Employee) super.clone();
   
6. 
   
7.         }catch(CloneNotSupportedException e){
   
8.             throw new RuntimeException(e); // won't happen
   
9.         }
   
10.          
    
11.         return clone;
    
12.     }

复制代码

3)不使用拷贝构造函数，使用下面的代码来深拷贝集合

1. Collection<Employee> copy = new HashSet<Employee>(org.size());
   
2. 
   
3. Iterator<Employee> iterator = org.iterator();
   
4. while(iterator.hasNext()){
   
5.     copy.add(iterator.next().clone());
   
6. }

复制代码

4)运行相同的代码更改原始集合，克隆集合不会也被更改。

1. - Original Collection after modification  [Joe: staff, Tim: staff, Frank: staff]
   
2. - Copy of Collection without modification [Frank: Developer, Joe: Manager, Tim: Developer]

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可以看到克隆集合和原始集合相互独立，它们指向不同的对象。

这就是Java中如何克隆集合的内容。现在我们知道拷贝构造函数或者List或Set等各种集合类的addAll()方法仅仅创建了集合的浅拷贝，而且原始集合和克隆集合指向相同的对象。为避免这个问题，应该深克隆集合，遍历集合克隆每个元素。尽管这要求集合中的对象必须支持深克隆操作。

编程人员经常误用各个集合类提供的拷贝构造函数作为克隆List，Set，ArrayList，HashSet或者其他集合实现的方法。需要记住的是，Java集合的拷贝构造函数只提供浅拷贝而不是深拷贝，这意味着存储在原始List和克隆List中的对象是相同的，指向Java堆内存中相同的位置。增加了这个误解的原因之一是对于不可变对象集合的浅克隆。由于不可变性，即使两个集合指向相同的对象是可以的。字符串池包含的字符串就是这种情况，更改一个不会影响到另一个。使用ArrayList的拷贝构造函数创建雇员List的拷贝时就会出现问题，Employee类不是不可变的。在这种情况下，如果原始集合修改了雇员信息，这个变化也将反映到克隆集合。同样如果克隆集合雇员信息发生变化，原始集合也会被更改。绝大多数情况下，这种变化不是我们所希望的，克隆对象应该与原始对象独立。解决这个问题的方法是深克隆集合，深克隆将递归克隆对象直到基本数据类型或者不可变类。本文将了解一下深拷贝ArrayList或者HashSet等集合类的一种方法。如果你了解深拷贝与浅拷贝之间的区别，那么理解集合深克隆的方法就会很简单。

Java集合的深克隆

下面例子有一个Employee集合，Employee是可变对象，成员变量name和designation。它们存储在HashSet中。使用java.util.Collection接口的addAll()方法创建集合拷贝。然后修改存储在原始集合每个Employee对象的designation值。理想情况下这个改变不会影响克隆集合，因为克隆集合和原始集合应该相互独立，但是克隆集合也被改变了。修正这个问题的方法是对存储在Collection类中的元素深克隆。

1. import java.util.Collection;
   
2. import java.util.HashSet;
   
3. import java.util.Iterator;
   
4. import org.slf4j.Logger;
   
5. import org.slf4j.LoggerFactory;
   
6. 
   
7. /**
   
8. * Java program to demonstrate copy constructor of Collection provides shallow
   
9. * copy and techniques to deep clone Collection by iterating over them.
   
10. * @author http://javarevisited.blogspot.com
    
11. */
    
12. public class CollectionCloningTest {
    
13.     private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(CollectionCloningclass);
    
14.     public static void main(String args[]) {
    
15.         // deep cloning Collection in Java
    
16.         Collection<Employee> org = new HashSet<>();
    
17.         org.add(new Employee("Joe", "Manager"));
    
18.         org.add(new Employee("Tim", "Developer"));
    
19.         org.add(new Employee("Frank", "Developer"));
    
20. 
    
21.         // creating copy of Collection using copy constructor
    
22.         Collection<Employee> copy = new HashSet<>(org);
    
23. 
    
24.         logger.debug("Original Collection {}", org);
    
25.         logger.debug("Copy of Collection {}", copy );
    
26.          
    
27.         Iterator<Employee> itr = org.iterator();
    
28.         while(itr.hasNext()){
    
29.             itr.next().setDesignation("staff");
    
30.         }
    
31. 
    
32.         logger.debug("Original Collection after modification {}", org);
    
33.         logger.debug("Copy of Collection without modification {}", copy );
    
34. 
    
35.         // deep Cloning List in Java
    
36. 
    
37.     }
    
38. }
    
39. 
    
40. class Employee {
    
41.     private String name;
    
42.     private String designation;
    
43.      
    
44.     public Employee(String name, String designation) {
    
45.         this.name = name;
    
46.         this.designation = designation;
    
47.     }
    
48.      
    
49.     public String getDesignation() {
    
50.         return designation;
    
51.     }
    
52. 
    
53.     public void setDesignation(String designation) {
    
54.         this.designation = designation;
    
55.     }
    
56. 
    
57.     public String getName() {
    
58.         return name;
    
59.     }
    
60. 
    
61.     public void setName(String name) {
    
62.         this.name = name;
    
63.     }
    
64. 
    
65.     @Override
    
66.     public String toString() {
    
67.         return String.format("%s: %s", name, designation );
    
68.     }
    
69. }

复制代码

输出：

1. - Original Collection [Joe: Manager, Frank: Developer, Tim: Developer]
   
2. - Copy of Collection [Joe: Manager, Frank: Developer, Tim: Developer]
   
3. - Original Collection after modification [Joe: staff, Frank: staff, Tim: staff]
   
4. - Copy of Collection without modification [Joe: staff, Frank: staff, Tim: staff]

复制代码

可以看到改变原始Collection中Employee对象(改变designation为”staff“)在克隆集合中也有所反映，因为克隆是浅拷贝，指向堆中相同的Employee对象。为了修正这个问题，需要遍历集合，深克隆Employee对象，在这之前，要重写Employee对象的clone方法。

1)Employee实现Cloneable接口
2)为Employee类增加下面的clone()方法

1. @Override
   
2.     protected Employee clone() {
   
3.         Employee clone = null;
   
4.         try{
   
5.             clone = (Employee) super.clone();
   
6. 
   
7.         }catch(CloneNotSupportedException e){
   
8.             throw new RuntimeException(e); // won't happen
   
9.         }
   
10.          
    
11.         return clone;
    
12.     }

复制代码

3)不使用拷贝构造函数，使用下面的代码来深拷贝集合

1. Collection<Employee> copy = new HashSet<Employee>(org.size());
   
2. 
   
3. Iterator<Employee> iterator = org.iterator();
   
4. while(iterator.hasNext()){
   
5.     copy.add(iterator.next().clone());
   
6. }

复制代码

4)运行相同的代码更改原始集合，克隆集合不会也被更改。

1. - Original Collection after modification  [Joe: staff, Tim: staff, Frank: staff]
   
2. - Copy of Collection without modification [Frank: Developer, Joe: Manager, Tim: Developer]

复制代码

可以看到克隆集合和原始集合相互独立，它们指向不同的对象。

这就是Java中如何克隆集合的内容。现在我们知道拷贝构造函数或者List或Set等各种集合类的addAll()方法仅仅创建了集合的浅拷贝，而且原始集合和克隆集合指向相同的对象。为避免这个问题，应该深克隆集合，遍历集合克隆每个元素。尽管这要求集合中的对象必须支持深克隆操作。