javaでオブジェクト型の配列をSystem.arraycopyした時の動作が理解できません

Question

前提・実現したいこと

現在javaについて学習を進めているのですが、配列に対してSystem.arraycopy
を行うとDeepコピーとなり、
コピー先の配列の要素を変更しても、コピー元の要素の値が変更されることはない
という事がテキストやwebページに記載されていました。

しかし、以下のコードではコピー元の配列の値が変更されてしまっています。
これは基本型が値のコピーを行うのに対し、オブジェクト型は参照値をコピーしているため変更されたという解釈でよろしいのでしょうか？
どうかご教授の程お願い申し上げます。

発生している問題・エラーメッセージ

array[1].num の値が20ではなく10になっている

エラーメッセージ

該当のソースコード

public class Main { 
	public static void main(String[] args){
		Sample[] array = {
			new Sample(10),
			new Sample(20)
		};
		Sample[] array2 = new Sample[2];
		System.arraycopy(array,0,array2,0,array.length);
		array2[1].num = 10;
		System.out.println(array[1].num);  // 20ではなく10
		System.out.println(array2[1].num); // 10
	}
}

class Sample{
	int num;
	Sample(int num){
		this.num = num;
	}
}

試したこと

public class Main {
. public static void main(String[] args){
. int[] array = {
. 10,
. 20
. };
. int[] array2 = new int [2];
. System.arraycopy(array,0,array2,0,array.length);
. array2[1] = 10;
. System.out.println(array[1]); // これは20のままでした
. }
}

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

ここにより詳細な情報を記載してください。

Answer 1

公式のJavadocには、特にディープコピーとは書かれていませんね。

https://docs.oracle.com/javase/jp/8/docs/api/java/lang/System.html#arraycopy-java.lang.Object-int-java.lang.Object-int-int-

配列のインスタンスに格納されているSampleインスタンスへの参照もそのままコピーされるので、arrayが格納しているSampleインスタンスへの参照がそのままarray2へコピーされます。

Comments

[TK_0831]

ご回答いただきありがとうございます。
初学者向けとされるページを読んでおりましたので、公式のJavadocは確認しておりませんでした。誤解を与える表現をしてしまい申し訳ございません。(今後は公式のページにも目を通すように致します。)

やはりSystem.arraycopyではSampleインスタンスへの参照もそのままコピーされるのですね。
勉強になりました。
回答してくださった皆様本当にありがとうございました。

Answer 2

まとめ
・newで格納場所を確保する
・参照型の場合はnew =で代入しても参照アドレスがコピーされるだけ
・参照型の場合はfor文などを使ってコピー

---

解決になるか分かりませんが自分なりにコピーするならこれが今のところ最適かなと思います。

	public static void main(String[] args) {
		Sample[] array1 = {
				new Sample(10),
				new Sample(20),
				new Sample(30)
		};

		Sample[] array2 = new Sample[array1.length];
		
		for(int i = 0; i < array1.length; i ++) {
			array2[i] = new Sample(array1[i].num);
		}
		
		array2[1].num = 99;

		System.out.println("array1[0] "+ array1[0].num); // 10
		System.out.println("array1[1] "+ array1[1].num); // 20 元のまま
		System.out.println("array1[2] "+ array1[2].num); // 30

		System.out.println();

		System.out.println("array2[0] "+ array2[0].num); // 10
		System.out.println("array2[1] "+ array2[1].num); // 99 ここだけ変更
		System.out.println("array2[2] "+ array2[2].num); // 30

	}

public class Sample {

	public int num;

	Sample(int num) {
		this.num = num;
	}

}

出力結果

array1[0] 10
array1[1] 20
array1[2] 30

array2[0] 10
array2[1] 99
array2[2] 30

---

【初心者が注意したい】Java配列コピーの方法まとめ

　参照型配列のコピー

使ったことのない気になった内容でしたので検索してみました。

分かりやすい記事があったのでリンク貼っておきますね。

記事の中でのサンプルコードではint[]でディープコピーの実演をされていました。

質問者さんのコードではclass Sampleをお使いのようですね。

まずはリンク先のようにint[]でお試ししてみてはどうでしょうか？

的外れな回答かもしれませんが見に来る方の参考にもなればと思いまして。

---

追記：
逆説的に実体がコピーされていないということはオブジェクト参照されている。
オブジェクト参照されているのでこの方法のままではコピー出来そうに無い。
別途イテレーションなどを使ってコピーし直す必要がありそうです。

シャローコピーとディープコピー

---

↓リンク先の説明画像です

Comments

[opyon]

すでにint[]で試してたのですね失礼しました。
文法は間違っていなさそうなのでint[]とClassの違いにヒントがありそうですね。

[LouiS0616]

細かい点ですが、JavaにはInt型はありません。intです。
頭文字が大文字だと参照型を連想しますので、この違いは割と気になります。

[opyon]

ご指摘ありがとうございます修正しました。

[momon-ga]

代入のことをシャローコピーって解説するのは、結構多いものでしょうか？＜【初心者が注意したい】Java配列コピーの方法まとめ
言語違いますが、「代入演算子ではコピーできない」が、私の認識ですね。
http://okakacacao.wpblog.jp/technology/javascript-array-shallow-copy

[opyon]

すみません。誤用している箇所があれば修正しますのでご指摘頂ければと思います。

[TK_0831]

ご丁寧な回答ありがとうございます。リンク先の内容も大変わかりやすかったです。

Answer 3

オブジェクトのクローン
こういった方法もあるようなのでご参考までに。
記事の中のサンプルコードそのままでは動かないので確認用に作ってみました。
※Class名は適当に変えて別々のファイルに保存してください。

public class memo202 {

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

		CloneTest c1 = new CloneTest(10);
		CloneTest c2 = c1.clone();
		    
		System.out.println("c1:" + c1.num);
		System.out.println("c2:" + c2.num);
		System.out.println();
		
		c2.num = 77;
		
		System.out.println("c1:" + c1.num);
		System.out.println("c2:" + c2.num);
	}
}

public class CloneTest implements Cloneable {

	public int num;

	CloneTest(int num) {
		this.num = num;
	}
	public CloneTest clone() throws CloneNotSupportedException {
		return (CloneTest) super.clone();
	}
}

出力結果

c1:10
c2:10

c1:10
c2:77

Answer 4

以下のコードではコピー元の配列の値が変更されてしまっています。

配列の値が変わっているのではなく、配列の中のオブジェクトの値が変わっているだけです。

arraycopyがディープコピーかどうかを調べたいなら、

array2[1] = null;

などとするべきかと。

Comments

[momon-ga]

array2[1] = null; は、ディープコピーの確認にならないのでは？
ディープコピーの検証は元のコードで良いと思います。

[fuzzball]

配列のディープコピーは、配列そのものを複製するだけで、中の要素までは複製しないという認識なのですが、間違っているでしょうか？

[momon-ga]

認識か見解の相違のようです。
「配列そのものを複製するだけで、中の要素までは複製しない」を私は、シャローコピーとしています。
コピー先のオブジェクトを変更してもコピー元のオブジェクトが変更されないものをディープコピーとしています。
追記：今回のコピーの観点は、配列そのものでなく、配列の要素の話だと思っています。
なぜなら、array2はcloneでなくnewをしているので。

[fuzzball]

シャローコピーは配列そのものも複製しない、ようするに array2 = array です。
arraycopyのコピー対象は「配列」であって「配列の中身」ではないという認識です。

momon-gaさんは、例えばSampleの中に別のオブジェクトがあったとして（さらにその中にも別オブジェクトが‥）、再帰的にコピーしないとディープコピーと呼ばないということでしょうか？

[momon-ga]

見解の相違なので、どちらが正しいとかは、あまり有意義な議論になりません。
私の場合、不変オブジェクトでないオブジェクトを含む場合、その値をcloneした別オブジェクトを作成しない場合、ディープコピーとしません。