Java - ArrayList 깊은 복사(deep copy)

Java에서 깊은 복사(deep copy)로 리스트를 복사하는 방법을 소개합니다.

깊은 복사(deep copy)와 얕은 복사(shallow copy)의 차이점은, 얕은 복사로 리스트를 복사하였을 때는 기존 리스트의 요소를 변경했을 때 복사본의 요소도 변경됩니다. 원본의 변경에도 복사본이 영향을 받지 않으려면 깊은 복사를 하여 객체 전체를 복사해야합니다.

1. 클래스에 clone()을 구현하여 깊은 복사

리스트에 저장되는 요소의 클래스에 clone()이 구현되어 있으면, clone()을 이용하여 깊은 복사를 할 수 있습니다.

클래스에 clone() 메소드를 구현하려면, 아래와 같이 Cloneable을 구현하고 clone() 함수를 오버라이드하면 됩니다. clone() 메소드에서는 super.clone()으로 객체의 복제본을 만들 수 있으며, 필요에 따라서 본제된 객체에 일부 변수를 직접 생성하여 할당할 수도 있습니다.

public static class Student implements Cloneable {
    public String name;
    public int age;

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

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

    @Override
    public String toString() {
        return "Student { name: " + name + ", age: " + age + " }";
    }
}

아래 예제는 Student 리스트를 깊은 복사하고, 원본 리스트의 요소를 변경되었을 때 복사된 리스트의 요소도 함께 변경되는지 확인하는 예제입니다. 결과를 보면, 예상한대로 원본 리스트의 요소만 변경되었습니다.

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

public class Example {

    public static void main(String[] args) {

        List<Student> origList = new ArrayList<>();
        origList.add(new Student("John", 20));
        origList.add(new Student("Doe", 30));

        List<Student> deepCopyList = new ArrayList<>();
        for (Student student : origList) {
            deepCopyList.add((Student) student.clone());
        }

        Student first = origList.get(0);
        first.name = "Son";
        first.age = 32;

        System.out.println("origList: " + origList);
        System.out.println("deepCopyList: " + deepCopyList);
    }

    public static class Student implements Cloneable {
        public String name;
        public int age;

        public Student(String name, int age) {
            this.name = name;
            this.age = age;
        }

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

        @Override
        public String toString() {
            return "Student { name: " + name + ", age: " + age + " }";
        }
    }
}

Output:

origList: [Student { name: Son, age: 32 }, Student { name: Doe, age: 30 }]
deepCopyList: [Student { name: John, age: 20 }, Student { name: Doe, age: 30 }]

2. 얕은 복사(shallow copy)와 깊은 복사(deep copy)의 차이점

얕은 복사는 원본 리스트에 있는 요소를 복사되는 리스트에 단순히 추가만 하는 것을 말합니다. 즉, 리스트의 객체는 다르지만 원본 리스트와 복사본 리스트에 저장되는 요소는 동일한 객체가 됩니다.

객체를 깊게 복사하지 않기 때문에 성능과 비용적인 측면에서 이득이 될 수 있는데, 원본 리스트의 요소가 변경될 때 복사본의 요소도 함께 변경됩니다.

아래 예제는 얕은 복사로 리스트를 복사하고, 원본 요소를 변경했을 때 변경되는지 확인하는 예제입니다. 결과를 보면 함께 변경되었습니다.

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

public class Example1 {

    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {

        List<Student> origList = new ArrayList<>();
        origList.add(new Student("John", 20));
        origList.add(new Student("Doe", 30));

        List<Student> shallowCopyList = new ArrayList<>();
        for (Student student : origList) {
            shallowCopyList.add(student);
        }

        Student first = origList.get(0);
        first.name = "Son";
        first.age = 32;

        System.out.println("origList: " + origList);
        System.out.println("shallowCopyList: " + shallowCopyList);
    }

    public static class Student implements Cloneable {
        public String name;
        public int age;

        public Student(String name, int age) {
            this.name = name;
            this.age = age;
        }

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

        @Override
        public String toString() {
            return "Student { name: " + name + ", age: " + age + " }";
        }
    }
}

Output:

origList: [Student { name: Son, age: 32 }, Student { name: Doe, age: 30 }]
shallowCopyList: [Student { name: Son, age: 32 }, Student { name: Doe, age: 30 }]
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