【Java】初心者向け クラス（Object）の複製（コピー）について

Javaのコピーについておさらいのため、作成してみました。

POINTとしてはimmutableでないものを代入（＝）で複製（コピー）を行うと参照が同じとなってしまうということです。
なので、Cloneメソッドを使用するようにしましょうということです。（独自に作成したクラスの場合はCloneメソッドを作成する）

今回はコピーに関するコードを作成して”paiza.io”で試してみました。
※コメントがあればちゃんと解説します。

▼コード

import java.util.*;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // Your code here!
        SampleClass sample = new SampleClass();
        sample.Start();
    }
}

class SampleClass {
    private String SEPARATE = "---------------------";
    private String LOG_STRING = "▼▼　結果　▼▼";
    public void Start(){
        // 飲み物クラスの初期化
        System.out.println(SEPARATE);
        Drink carbonatedWater = new Drink("carbonated water","炭酸水","水");
        System.out.println(carbonatedWater);

        // Drink 代入
        System.out.println(SEPARATE);
        System.out.println("NGパターン1");
        System.out.println("飲み物 carbonatedWater をコピーして lightlyCarbonated を作成（代入）");
        System.out.println("＝で代入しただけでは同じObjectを参照しているため、carbonatedWater の値も変わってしまう。");
        Drink lightlyCarbonated = carbonatedWater;
        lightlyCarbonated.name = "lightly carbonated";
        lightlyCarbonated.detail = "炭酸水（微炭酸）";

        System.out.println(LOG_STRING);
        System.out.println(carbonatedWater);
        System.out.println(lightlyCarbonated);

        // Drink new
        System.out.println(SEPARATE);
        System.out.println("NGパターン2");
        System.out.println("飲み物 Drinkをnewして carbonatedWater の値を設定して soda を作成（クラスだけnew）");
        System.out.println("OK : newでDrinkを作成したので、IDは別物になっている。また、Stringはイミュータブルなので同じく別物になっている。");
        System.out.println("NG : ingredient（ArrayList<String>）は同じObjectとなってしまうため、carbonatedWater の値も変わってしまう。");

        Drink soda = new Drink(carbonatedWater);
        soda.name = "soda";
        soda.detail = "ソーダ";
        soda.ingredient.add("砂糖");

        System.out.println(LOG_STRING);
        System.out.println(carbonatedWater);
        System.out.println(lightlyCarbonated);
        System.out.println(soda);

        // Drink Clone
        System.out.println(SEPARATE);
        System.out.println("Drinkをcloneする Drinkクラスに Cloneableを継承して　clon メソッドを作成して、Objectの複製時はCloneを使用するようにする。（Clone）");
        System.out.println("※Drink.clone内でingredient（ArrayList<String>）のcloneも行うようにしています。");
        System.out.println("Clone（複製）なのでIDは同じとなっている。");
        try {
            Drink appleSoda = soda.clone();
            appleSoda.name = "Apple Soda";
            appleSoda.detail = "りんごソーダ";
            appleSoda.ingredient.add("りんご");

            System.out.println(LOG_STRING);
            System.out.println(carbonatedWater);
            System.out.println(lightlyCarbonated);
            System.out.println(soda);
            System.out.println(appleSoda);
        }
        catch (CloneNotSupportedException e){
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

class Drink implements Cloneable {
    UUID id = UUID.randomUUID();
    public String name;
    public String detail;
    public ArrayList<String> ingredient;

    Drink(String name,String detail,String... ingredient){
        this.name = name;
        this.detail = detail;
        this.ingredient = new ArrayList<>(Arrays.asList(ingredient));
    }

    Drink(Drink drink){
        this.name = drink.name;
        this.detail = drink.detail;
        this.ingredient = drink.ingredient;
    }

    public String toString(){
        return String.format("ID：%s,名前：%s,詳細：%s,成分：%s　（ID：%s,名前：%s,詳細：%s,成分：%s）",
                id,
                name,
                detail,
                ingredient.toString(),
                System.identityHashCode(id),
                System.identityHashCode(name),
                System.identityHashCode(detail),
                System.identityHashCode(ingredient)
        );
    }

    @Override
    public Drink clone() throws CloneNotSupportedException{
        Drink clone = (Drink)super.clone();
        clone.ingredient = (ArrayList<String>) this.ingredient.clone();
        return clone;
    }
}

▼実行結果

---------------------
ID：31b43f8b-c595-4bce-9a12-d7562098a2b2,名前：carbonated water,詳細：炭酸水,成分：[水]　（ID：930990596,名前：1921595561,詳細：565760380,成分：6566818）
---------------------
NGパターン1
飲み物 carbonatedWater をコピーして lightlyCarbonated を作成（代入）
＝で代入しただけでは同じObjectを参照しているため、carbonatedWater の値も変わってしまう。
▼▼　結果　▼▼
ID：31b43f8b-c595-4bce-9a12-d7562098a2b2,名前：lightly carbonated,詳細：炭酸水（微炭酸）,成分：[水]　（ID：930990596,名前：787604730,詳細：812265671,成分：6566818）
ID：31b43f8b-c595-4bce-9a12-d7562098a2b2,名前：lightly carbonated,詳細：炭酸水（微炭酸）,成分：[水]　（ID：930990596,名前：787604730,詳細：812265671,成分：6566818）
---------------------
NGパターン2
飲み物 Drinkをnewして carbonatedWater の値を設定して soda を作成（クラスだけnew）
OK : newでDrinkを作成したので、IDは別物になっている。また、Stringはイミュータブルなので同じく別物になっている。
NG : ingredient（ArrayList<String>）は同じObjectとなってしまうため、carbonatedWater の値も変わってしまう。
▼▼　結果　▼▼
ID：31b43f8b-c595-4bce-9a12-d7562098a2b2,名前：lightly carbonated,詳細：炭酸水（微炭酸）,成分：[水, 砂糖]　（ID：930990596,名前：787604730,詳細：812265671,成分：6566818）
ID：31b43f8b-c595-4bce-9a12-d7562098a2b2,名前：lightly carbonated,詳細：炭酸水（微炭酸）,成分：[水, 砂糖]　（ID：930990596,名前：787604730,詳細：812265671,成分：6566818）
ID：ba2f7be6-2340-446c-8011-bfdfa8cd5887,名前：soda,詳細：ソーダ,成分：[水, 砂糖]　（ID：193064360,名前：109961541,詳細：670700378,成分：6566818）
---------------------
Drinkをcloneする Drinkクラスに Cloneableを継承して　clon メソッドを作成して、Objectの複製時はCloneを使用するようにする。（Clone）
※Drink.clone内でingredient（ArrayList<String>）のcloneも行うようにしています。
Clone（複製）なのでIDは同じとなっている。
▼▼　結果　▼▼
ID：31b43f8b-c595-4bce-9a12-d7562098a2b2,名前：lightly carbonated,詳細：炭酸水（微炭酸）,成分：[水, 砂糖]　（ID：930990596,名前：787604730,詳細：812265671,成分：6566818）
ID：31b43f8b-c595-4bce-9a12-d7562098a2b2,名前：lightly carbonated,詳細：炭酸水（微炭酸）,成分：[水, 砂糖]　（ID：930990596,名前：787604730,詳細：812265671,成分：6566818）
ID：ba2f7be6-2340-446c-8011-bfdfa8cd5887,名前：soda,詳細：ソーダ,成分：[水, 砂糖]　（ID：193064360,名前：109961541,詳細：670700378,成分：6566818）
ID：ba2f7be6-2340-446c-8011-bfdfa8cd5887,名前：Apple Soda,詳細：りんごソーダ,成分：[水, 砂糖, りんご]　（ID：193064360,名前：1190654826,詳細：1109371569,成分：728890494）

▼paiza.io
paiza.io