为何在Getter中使用Arrays.copyOf()实现的是防御性拷贝而非浅拷贝？

我是Java编程初学者，对在Getter方法中使用Arrays.copyOf()的结果感到困惑。我知道该方法通常会生成传入参数的浅拷贝，但在Getter中用它实现数组的防御性拷贝时，返回的结果似乎并非浅拷贝。

PersonRecord类代码 #

import java.util.Arrays;

public class PersonRecord{
    private final String name;
    private final String dob;
    private final PersonRecord[] kids;
    
    // 构造方法
    public PersonRecord(String name, String dob, PersonRecord[] kids) {
        this.name = name;
        this.dob = dob;
        this.kids = kids;
    }
    
    // 字段"kids"的Getter方法
    // 对第三个字段使用防御性拷贝
    public PersonRecord[] getKids() {
        return Arrays.copyOf(kids, kids.length);
    }
    
    // toString()方法（仅打印"kids"字段的内容）
    @Override
    public String toString(){
        String kidString = "n/a";
        String[] names = new String[kids.length];
        Arrays.setAll(names, i -> names[i] = kids[i].name);
        kidString = String.join(",", names);
        return kidString;
   }
}

测试代码 #

// 创建第三个字段"johnKids"的内容
PersonRecord jane = new PersonRecord("Jane", "01/01/1930", null);
PersonRecord jim = new PersonRecord("Jim", "02/02/1932", null);
PersonRecord joe = new PersonRecord("Joe", "03/03/1934", null);

// 为第三个字段创建数组
PersonRecord[] johnsKids = {jane, jim, joe}; 

// 创建类的实例"john"
PersonRecord john = new PersonRecord("John", "05/05/1900", johnsKids);

// 打印对象john
System.out.println(john); 
// 结果：第三个字段 => {Jane, Jim, Joe}

// 将Getter方法返回的结果赋值给新数组
PersonRecord[] newArray = john.getKids();

// 对新数组做一些修改
newArray[0] = jim;
newArray[1] = new PersonRecord("Ann", "04/04/1936", null);

// 再次打印对象john
System.out.println(john); 
// 结果（未被修改）：第三个字段 => {Jane, Jim, Joe}

测试结果表明newArray与原对象的kids字段指向不同内存对象。我疑惑的是：既然Arrays.copyOf()应返回浅拷贝，为何修改newArray不会影响原kids字段？

解答 #

首先得明确浅拷贝的定义：Arrays.copyOf()做的浅拷贝，是创建一个新的数组对象，然后把原数组中每个元素的引用，复制到新数组对应的位置里。也就是说，新数组和原数组是两个独立的数组对象，但它们里面的元素指向的是同一个堆内存中的对象。

你测试里修改的是newArray的元素引用（比如newArray[0] = jim），这只是改变了新数组里某个位置存储的引用值，和原数组没有任何关系——原数组的kids还是保留着原来的引用集合，所以打印john时内容不变。

如果要体现浅拷贝的特性，你可以试试修改newArray中某个元素的内部状态（前提是这个元素的字段不是final）。比如假设PersonRecord的name不是final，你执行newArray[0].name = "ModifiedJane"，这时候再打印john，就会发现原kids数组里对应的元素名称也变成了"ModifiedJane"——因为新数组和原数组里的元素指向的是同一个PersonRecord对象。

而你现在用Arrays.copyOf()实现的防御性拷贝，目的就是防止外部直接修改原数组本身（比如替换数组里的元素、改变数组长度），这正是防御性拷贝想要达到的效果，和浅拷贝的定义并不冲突。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Bert Horimx