[Java] 얕은 복사 Shallow Copy & 깊은 복사 Deep Copy

출처

ChatGPT

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얕은 복사 Shallow Copy

정의

얕은 복사는 객체의 최상위 레벨에서만 복사 작업을 수행한다. 즉, 객체 자체는 새로 생성되지만, 객체가 참조하는 다른 객체들은 복사하지 않고 원본 객체와 같은 참조를 유지한다. -> 참조만 복사된다. 복사본을 수정하면 원본도 수정된다.

방법

자바에서는 Object 클래스의 clone() 메서드를 사용하여 얕은 복사를 수행할 수 있다. clone() 메서드는 기본적으로 객체의 필드 값을 복사하지만, 참조 타입의 필드는 참조만 복사하므로 실제 객체는 복사하지 않는다.

예제

class Address {
    private String city;
    private String street;

    public Address(String city, String street) {
        this.city = city;
        this.street = street;
    }

    // Getters and Setters
}

class Person implements Cloneable {
    private String name;
    private int age;
    private Address address;

    public Person(String name, int age, Address address) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.address = address;
    }

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone(); // 얕은 복사
    }

    // Getters and Setters
}

 

사용 예

얕은 복사는 객체를 간단히 복사하고자 할 때 사용한다. 예를 들어, 객체의 최상위 레벨만 복사하고 내부의 객체들은 공유해도 상관없는 경우에 적합하다.

상황

• Configuration 객체 복사: 애플리케이션의 설정(configuration) 객체를 복사할 때 얕은 복사를 사용할 수 있다. 이 설정 객체는 다양한 설정 값을 포함하며, 복사된 설정 객체는 원본과 같은 참조를 갖는 속성을 가질 수 있다. 설정 값을 공유해도 문제가 없는 경우에 얕은 복사가 적합다.

예시코드

class Configuration implements Cloneable {
    private String name;
    private Map<String, String> settings;

    public Configuration(String name, Map<String, String> settings) {
        this.name = name;
        this.settings = settings;
    }

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone(); // 얕은 복사
    }

    // Getters and Setters
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Map<String, String> settings = new HashMap<>();
        settings.put("theme", "dark");
        
        Configuration original = new Configuration("appConfig", settings);
        Configuration copy = (Configuration) original.clone();

        // Both original and copy share the same settings map
        copy.getSettings().put("language", "en");

        System.out.println(original.getSettings()); // Output: {theme=dark, language=en}
        System.out.println(copy.getSettings());    // Output: {theme=dark, language=en}
    }
}

 

설명

• Configuration 객체를 얕은 복사하면, settings 맵은 원본과 복사본이 동일한 참조를 공유한다. 따라서 copy에서 settings를 수정하면 original에서도 같은 변경이 나타난다. 이 경우, 설정 값을 공유해도 문제가 없으므로 얕은 복사를 사용할 수 있다.

 

깊은 복사 Deep Copy

정의

깊은 복사는 객체와 객체가 참조하는 모든 객체를 재귀적으로 복사한다. 따라서 원본 객체와 복사된 객체는 완전히 독립적인 상태를 가지며, 참조하는 객체들도 모두 새로 생성된다.-> 복사본을 수정해도 원본은 영향 받지 않는다.

방법

• 깊은 복사를 구현하려면 clone() 메서드를 오버라이드하여 참조 타입의 필드까지 복사해야 한다. 또는 객체의 복사 생성자(constructor) 또는 복사 메서드를 사용할 수 있다.

예제

class Address implements Cloneable {
    private String city;
    private String street;

    public Address(String city, String street) {
        this.city = city;
        this.street = street;
    }

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone(); // Address 객체의 얕은 복사
    }

    // Getters and Setters
}

class Person implements Cloneable {
    private String name;
    private int age;
    private Address address;

    public Person(String name, int age, Address address) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.address = address;
    }

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        Person cloned = (Person) super.clone();
        cloned.address = (Address) address.clone(); // Address 객체의 깊은 복사
        return cloned;
    }

    // Getters and Setters
}

 

사용 예

깊은 복사는 객체의 모든 참조 객체까지 완전히 독립적인 복사본을 생성할 때 사용한다. 예를 들어, 객체의 상태가 내부 객체의 상태에 의존하는 경우, 복사된 객체가 원본 객체의 상태를 변경하지 않도록 할 때 유용하다.

상황

• 게임 캐릭터 복사: 게임에서 캐릭터를 복사할 때, 각 캐릭터가 독립적으로 동작하고 자신의 상태를 유지해야 한다. 캐릭터가 장착한 아이템이나 상태 정보까지 완전히 독립적으로 복사해야 할 경우 깊은 복사가 필요하다.

예시 코드

class Item implements Cloneable {
    private String name;

    public Item(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone(); // 얕은 복사
    }

    // Getters and Setters
}

class Character implements Cloneable {
    private String name;
    private List<Item> items;

    public Character(String name, List<Item> items) {
        this.name = name;
        this.items = items;
    }

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        Character cloned = (Character) super.clone();
        cloned.items = new ArrayList<>();
        for (Item item : this.items) {
            cloned.items.add((Item) item.clone()); // 깊은 복사
        }
        return cloned;
    }

    // Getters and Setters
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        List<Item> items = new ArrayList<>();
        items.add(new Item("Sword"));
        
        Character original = new Character("Hero", items);
        Character copy = (Character) original.clone();

        // Modify the copied character's items
        copy.getItems().get(0).setName("Shield");

        System.out.println(original.getItems().get(0).getName()); // Output: Sword
        System.out.println(copy.getItems().get(0).getName());    // Output: Shield
    }
}

 

설명

• Character 객체의 복사본을 깊은 복사하면, 각 캐릭터의 items 리스트와 리스트의 아이템들도 독립적으로 복사된다. 따라서 copy에서 아이템을 수정해도 original에는 영향을 미치지 않는다. 이처럼 객체의 상태가 서로 독립적으로 유지되어야 할 경우, 깊은 복사가 적합다.

 

차이점

1. 복사 범위

• 얕은 복사: 객체 자체는 복사되지만, 참조하는 객체들은 복사되지 않고 참조만 복사된다.
• 깊은 복사: 객체와 모든 참조 객체가 재귀적으로 복사된다.

2. 독립성

• 얕은 복사: 복사된 객체와 원본 객체는 참조하는 객체들을 공유한다.
• 깊은 복사: 복사된 객체와 원본 객체는 완전히 독립적이다.

3. 사용 목적

• 얕은 복사: 객체의 최상위 레벨만 복사하고 내부 객체들은 공유해도 되는 경우에 사용한다.
• 깊은 복사: 모든 객체를 완전히 독립적으로 복사해야 할 때 사용한다.

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ChatGPT의 출처

얕은 복사(Shallow Copy)와 깊은 복사(Deep Copy)에 대한 설명은 다음과 같은 출처에서 찾을 수 있습니다:

1. Oracle Java Documentation
   • Object.clone() Method
   • 이 문서에서는 clone() 메소드와 얕은 복사에 대한 설명을 제공합니다.
2. Java Programming Books
   • Effective Java by Joshua Bloch: 이 책에서는 Java에서의 객체 복사와 관련된 여러 가지 주제를 다루고 있습니다.
   • Java: The Complete Reference by Herbert Schildt: 이 책에서 객체 복사와 관련된 기초 개념을 설명합니다.
3. Tutorials and Articles
   • Baeldung - Shallow Copy vs Deep Copy in Java: 이 블로그 포스트는 자바에서 얕은 복사와 깊은 복사의 차이점을 자세히 설명합니다.
   • GeeksforGeeks - Java Cloneable Interface and Cloning: 자바의 Cloneable 인터페이스와 객체 복사에 관한 설명을 제공합니다.
     • https://www.geeksforgeeks.org/cloning-in-java/
     • https://www.geeksforgeeks.org/cloneable-interface-in-java/
     • https://www.geeksforgeeks.org/deep-shallow-lazy-copy-java-examples/

이 출처들에서는 얕은 복사와 깊은 복사의 개념과 차이점, 그리고 자바에서 어떻게 활용할 수 있는지에 대한 자세한 설명을 찾아볼 수 있습니다.