【讀書筆記-php】 php深複製和淺複製

聲明：本文是轉載。

原文地址：http://www.2cto.com/kf/201110/109659.html

此文將由淺入深的討論PHP5的對象複製技術  原創文章 請尊重著作權  有錯誤或則不當之處還希望能夠指出來

對象複製的由來

為什麼對象會有“複製”這個概念，這與PHP5中對象的傳值方式是密切相關的，讓我們看看下面這段簡單的代碼

/**      * 電視機類      */      class Television       {          /**          * 螢幕高度          */          protected $_screenLength = 300;                    /**          * 螢幕寬度          */          protected $_screenHight  = 200;                    /**          * 電視機外觀顏色          */          protected $_color        = 'black';                    /**          * 返回電視外觀顏色          */          public function getColor()          {              return $this->_color;          }                    /**          * 設定電視機外觀顏色          */          public function setColor($color)          {              $this->_color = (string)$color;              return $this;          }      }            $tv1 = new Television();      $tv2 = $tv1;  

這段代碼定義了一個電視機的類 Television , $tv1為一個電視機的執行個體，然後我們按照普通的變數賦值方式將$tv1的值賦給$t2。那麼現在我們擁有兩台電視機$tv1和$tv2了，真的是這樣的嗎？我們來測試一下。

 

    echo 'color of tv1 is: ' . $tv1->getColor();//tv1的顏色是black      echo '<br>';      echo 'color of tv2 is: ' . $tv2->getColor();//tv2的顏色是black      echo '<br>';            //把tv2塗成白色      $tv2->setColor('white');            echo 'color of tv2 is: ' . $tv2->getColor();//tv2的顏色是white      echo '<br>';      echo 'color of tv1 is: ' . $tv1->getColor();//tv1的顏色是white  

 首先我們看到tv1和tv2的顏色都是black，現在我們希望tv2換個顏色，所以我們將它的顏色設定成了white，我們再看看tv2的顏色，確實成為了white，似乎滿足了我們的要求，可是並沒有想象中的那麼順利，當我們接著看tv1的顏色的時候，我們發現tv1也由black邊成了white。我們並沒有重新設定tv1的顏色，為什麼tv1會重black變成white呢？這是因為PHP5中對象的賦值和傳值都是以“引用”的方式。PHP5使用了Zend引擎II，對象被儲存於獨立的結構Object
Store中，而不像其它一般變數那樣儲存於Zval中(在PHP4中對象和一般變數一樣儲存於Zval)。在Zval中僅儲存物件的指標而不是內容(value)。當我們複製一個對象或者將一個對象當作參數傳遞給一個函數時，我們不需要複製資料。僅僅保持相同的對象指標並由另一個zval通知現在這個特定的對象指向的Object Store。由於對象本身位於Object Store,我們對它所作的任何改變將影響到所有持有該對象指標的zval結構----表現在程式中就是目標對象的任何改變都會影響到來源物件。.這使PHP對象看起來就像總是通過引用(reference)來傳遞。所以以上的tv2和tv1其實是指向同一個電視機執行個體，我們對tv1或則tv2所做的操作其實都是針對這同一個執行個體。因此我們的“複製”失敗了。看來直接變數賦值的方式並不能拷貝對象，為此PHP5提供了一個專門用於複製對象的操作，也就是
clone 。這就是對象複製的由來。

用clone（複製）來複製對象

我們現在使用PHP5的clone語言結構來複製對象，代碼如下：

        

    $tv1 = new Television();      $tv2 = clone $tv1;            echo 'color of tv1 is: ' . $tv1->getColor();//tv1的顏色是black      echo '<br>';      echo 'color of tv2 is: ' . $tv2->getColor();//tv2的顏色是black      echo '<br>';            //把tv2換成塗成白色      $tv2->setColor('white');            echo 'color of tv2 is: ' . $tv2->getColor();//tv2的顏色是white      echo '<br>';      echo 'color of tv1 is: ' . $tv1->getColor();//tv1的顏色是black  

這段代碼的第2行，我們用clone關鍵字複製tv1，現在我們就擁有了一份真正的tv1的拷貝tv2,我們還是按照之前的方法來檢測複製是否成功。我們可以看到，我們將tv2的顏色換成了white，tv1的顏色還是black,這樣我們的複製操作就成功了。

__clone魔術方法

    現在我們考慮到這樣一個情況，每一台電視機應該都有自己的編號，這個編號如同我們的社會安全號碼碼一樣應該是唯一的，所以當我們在複製一台電視機的時候，我們不希望這個編號也被複製過來，以免造成一些麻煩。我們想到的一個策略是將賦值出來的電視機的編號清空，然後再按照需求來重新分配編號。

    那麼__clone魔術方法就是專門用來解決這樣的問題，__clone魔術方法會在對象被複製( 也就是clone操作)的時候被觸發。我們修改了電視機類Television的代碼，添加了編號屬性和__clone方法，代碼如下。

 

    /**      * 電視機類      */      class Television       {                    /**          * 電視機編號          */          protected $_identity    = 0;                    /**          * 螢幕高度          */          protected $_screenLength = 300;                    /**          * 螢幕寬度          */          protected $_screenHight  = 200;                    /**          * 電視機外觀顏色          */          protected $_color        = 'black';                    /**          * 返回電視外觀顏色          */          public function getColor()          {              return $this->_color;          }                    /**          * 設定電視機外觀顏色          */          public function setColor($color)          {              $this->_color = (string)$color;              return $this;          }               /**          * 返回電視機編號          */          public function getIdentity()          {              return $this->_identity;              }                    /**          * 設定電視機編號          */          public function setIdentity($id)          {              $this->_identity = (int)$id;              return $this;          }                    public function __clone()          {              $this->setIdentity(0);            }      }  

下面我們來複製這樣的一個電視機對象

    $tv1 = new Television();      $tv1->setIdentity('111111');      echo 'id of tv1 is ' . $tv1->getIdentity();//111111      echo '<br>';            $tv2 = clone $tv1;      echo 'id of tv2 is ' . $tv2->getIdentity();//0  

我們生產了一台電視機tv1 , 並且設定它的編號為111111,然後我們用clone將tv1複製得到了tv2,這個時候__clone魔術方法被觸發，此方法將直接作用與複製得到的對象tv2,我們在__clone方法中調用了setIdentity成員方法將tv2的_identity屬性清空，以便我們後面對它進行重新編號。由此我們可以看到__clone魔術方法能讓我們非常方便的在clone對象的時候做一些附加的操作。

clone操作的致命缺陷

    clone真的能夠達到理想的複製效果嗎？在某些情況下，你應該會發現，clone操作並沒有我們想象中的那麼完美。我們將以上的電視機類修改一下，然後做測試。

    每台電視機都會附帶一個遙控器，所以我們將會有一個遙控器類，遙控器和電視機是一種“彙總”關係（相對與“組合”關係，是一種較弱的依賴關係，因為一般情況電視機就算沒有遙控也能正常使用），現在我們的電視機對象應該都持有一個到遙控器對象的引用。下面看看代碼

    /**      * 電視機類      */      class Television       {                    /**          * 電視機編號          */          protected $_identity    = 0;                    /**          * 螢幕高度          */          protected $_screenLength = 300;                    /**          * 螢幕寬度          */          protected $_screenHight  = 200;                    /**          * 電視機外觀顏色          */          protected $_color        = 'black';                    /**          * 遙控器對象          */          protected $_control      = null;                    /**          * 建構函式中載入遙控器對象          */          public function __construct()          {              $this->setControl(new Telecontrol());          }                /**          * 設定遙控器對象          */          public function setControl(Telecontrol $control)          {              $this->_control = $control;              return $this;          }                    /**          * 返回遙控器對象          */          public function getControl()          {              return $this->_control;          }                        /**          * 返回電視外觀顏色          */          public function getColor()          {              return $this->_color;          }                    /**          * 設定電視機外觀顏色          */          public function setColor($color)          {              $this->_color = (string)$color;              return $this;          }               /**          * 返回電視機編號          */          public function getIdentity()          {              return $this->_identity;              }                    /**          * 設定電視機編號          */          public function setIdentity($id)          {              $this->_identity = (int)$id;              return $this;          }                    public function __clone()          {              $this->setIdentity(0);            }      }                  /**      * 遙控器類      */      class Telecontrol       {            }  

下面複製這樣的一個電視機對象並且觀察電視機的遙控器對象。

 

$tv1 = new Television();      $tv2 = clone $tv1;            $contr1 = $tv1->getControl(); //擷取tv1的遙控器contr1      $contr2 = $tv2->getControl(); //擷取tv2的遙控器contr2      echo $tv1;    //tv1的object id 為 #1      echo '<br>';      echo $contr1; //contr1的object id 為#2      echo '<br>';       echo $tv2;    //tv2的object id 為 #3      echo '<br>';      echo $contr2; //contr2的object id 為#2  

經過複製之後，我們查看對象id，通過clone操作從tv1複製出了tv2,tv1和tv2的對象id分別是1和3，這表示tv1和tv2是引用兩個不同的電視機對象，這符合clone操作的結果。然後我們分別擷取了tv1的遙控器對象contr1和tv2的遙控器對象contr2，通過查看它們的對象id我們發現contr1和contr2的對象id都是2，這表明它們是到同一個對象的引用，也就是說我們雖然從tv1複製出tv2,但是遙控器並沒有被複製，每台電視機都應該配有一個遙控器，而這裡tv2和tv1共用一個遙控器，這顯然是不合常理的。

    由此可見，clone操作有這麼一個非常大的缺陷：使用clone操作複製對象時，當被複製的對象有對其它對象的引用的時候，引用的對象將不會被複製。然而這種情況又非常的普遍，現今 “合成/彙總複用”多被提倡用來代替“繼承複用”，“合成”和“彙總”就是讓一個對象擁有對另一個對象的引用，從而複用被引用對象的方法。我們在使用clone的時候應該考慮到這樣的情況。那麼在clone對象的時候我們應該如何去解決這樣的一個缺陷呢？可能你很快就想到了之前提到的__clone魔術方法，這確實是一種解決方案。

方案1:用__clone魔術方法彌補

    前面我們已經介紹了__clone魔術方法的用法，我們可以在__clone方法中將被複製對象中其它對象的引用重新引用到一個新的對象。下面我們看看修改後的__clone()魔術方法：

 

public function __clone()      {          $this->setIdentity(0);          //重新設定一個遙控器對象          $this->setControl(new Telecontrol());      }  

第04行中我們為複製出來的電視機對象重新設定了一個遙控器，我們按照之前的方法查看對象的id可以發現，兩台電視機的遙控器擁有不同的對象id，這樣我們的問題就解決了。

但是這樣的方式大概並不算太好，如果被複製對象中有多個到其它對象的引用，我們必須在__clone方法中逐個的重新設定，更糟糕的是如果被複製對象的類由第三方提供，我們無法修改代碼，那複製操作基本就無法順利完成了。

我們使用clone來複製對象，這種複製叫做“淺複製”：被複製對象的所有變數都含有與原來的對象相同的值，而所有的對其他對象的引用都仍然指向原來的對象。也就是說，淺複製僅僅複製所考慮的對象，而不複製它所引用的對象。相對於“淺複製”，當然也有一個“深複製”：被複製的對象的所有的變數都含有與原來的對象相同的值，除去那些引用其他對象的變數。也就是說，深複製把要複製的對象所引用的對象都複製了一遍。深複製需要決定深入到多少層，這是一個不容易確定的問題，此外可能會出現循環參考的問題，這些都必須小心處理。我們的方案2將是一個深複製的解決方案。

方案2:利用序列化做深複製

PHP有序列化(serialize)和反序列化(unserialize)函數，我們只需要用serialize()將一個對象寫入一個流，然後從流中讀回對象，那麼對象就被複製了。在JAVA語言裡面，這個過程叫做“冷藏”和“解凍”。下面我們將測試一下這個方法：

 

    $tv1 = new Television();      $tv2 = unserialize(serialize($tv1));//序列化然後還原序列化            $contr1 = $tv1->getControl(); //擷取tv1的遙控器contr1      $contr2 = $tv2->getControl(); //擷取tv2的遙控器contr2            echo $tv1;    //tv1的object id 為 #1      echo '<br>';      echo $contr1; //contr1的object id 為#2      echo '<br>';       echo $tv2;    //tv2的object id 為 #4      echo '<br>';      echo $contr2; //contr2的object id 為#5  

我們可以看到輸出結果，tv1和tv2擁有了不同的遙控器。這比方案1要方便很多，序列化是一個遞迴的過程，我們不需要理會被對象內部引用了多少個對象以及引用了多少層對象，我們都可以徹底的複製。注意使用此方案時我們無法觸發__clone魔術方法來完成一些附加操作，當然我們可以在深複製之後再進行一次clone操作來觸發__clone魔術方法，只是會對效率些小的影響。另外此方案會觸發被複製對象和所有被引用對象的__sleep和__wakeup魔術方法，所以這些情況都需要被考慮。

總結

   不同的對象複製方式有著不同的效果，我們應該根據具體應用需求來考慮使用哪種方式以及如何改進複製方式。PHP5的物件導向特性和JAVA比較接近，相信我們可以從JAVA中借鑒很多寶貴的經驗