【Java】シャローコピー vs ディープコピー：参照の罠からコードを守る

 Javaでオブジェクトをコピーする際、単に = で代入したり、標準の clone() を使ったりすると、思わぬバグを引き起こすことがあります。その原因である「シャローコピー（浅いコピー）」と、解決策としての「ディープコピー（深いコピー）」について解説します。

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1. シャローコピー（Shallow Copy / 浅いコピー）

仕組み

シャローコピーは、オブジェクトの**「参照（メモリ上の住所）」だけ**をコピーします。

コピー元とコピー先は、メモリ上の同じ実体（インスタンス）を指している状態です。

Javaでの実装例

Java

class Person {
    String name;
    Person(String name) { this.name = name; }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Person alice = new Person("Alice");
        
        // シャローコピー（参照のコピー）
        Person copyAlice = alice; 

        copyAlice.name = "Bob"; // コピー側を書き換えると...

        System.out.println(alice.name);     // Bob（元の方も変わってしまう！）
    }
}

なぜ問題か？：意図せずオリジナルデータが破壊されるため、バグの特定が非常に困難になります。

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2. ディープコピー（Deep Copy / 深いコピー）

仕組み

ディープコピーは、メモリ上に実体そのものを新しく作成し、値をコピーします。

コピー元とコピー先は完全に別の住所を持つため、互いに影響を与えません。

Javaでの推奨実装：コピーコンストラクタ

Java

class Person {
    String name;
    Person(String name) { this.name = name; }

    // コピーコンストラクタ（自分と同じ型を受け取って新しく作る）
    Person(Person other) {
        this.name = other.name; 
    }
}

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3. 【深掘り】clone()メソッドは使わないのが正解？

Javaには標準で Object.clone() というメソッドが存在しますが、現在では**「使用を避けるべき」**というのが一般的なエンジニアの共通認識です。

なぜ clone() は避けられるのか？

1. Cloneableインターフェースの設計不備: インターフェースなのにメソッドが定義されておらず、振る舞いが特殊。

2. 例外処理の強制: 常に CloneNotSupportedException をキャッチする必要があり、コードが汚れる。

3. シャローコピーのリスク: デフォルトの super.clone() はシャローコピーを行うため、結局自分で深いコピーの実装を書く手間が変わらない。

結論: 新しくコードを書くなら、コピーコンストラクタか、ファクトリメソッドを作成するのがJavaのベストプラクティスです。

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4. 不変（Immutable）オブジェクトならコピーは不要

「コピーしなければならない状況」を物理的に無くすのが、最も賢い設計です。それが不変（Immutable）オブジェクトです。

仕組み

一度作成したら中身を変更できないクラスにすれば、シャローコピーをしても副作用が起きません。

• Java標準の例: String や Integer など。

• 自作の例: フィールドを final にし、セッター（setter）を作らない。

Java

public final class ImmutableUser {
    private final String name; // finalで書き換え禁止
    public ImmutableUser(String name) { this.name = name; }
    public String getName() { return name; }
}

メリット:

• どこに渡しても中身が変わる心配がないため、コピーを作る必要自体がなくなります。

• メモリ消費を抑えられ、スレッドセーフ（マルチスレッドでも安全）になります。

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まとめ：使い分けの指針

状況	採用すべき手法
基本の代入	シャローコピー（ただし変更しないことが前提）
元データを保護して編集したい	ディープコピー（コピーコンストラクタ推奨）
クラスを自作する場合	可能な限り「不変（Immutable）」にする

clone() の複雑さに悩まされるより、「不変にする」あるいは「新しく作る（コピーコンストラクタ）」というシンプルな戦略をとることが、堅牢なJavaプログラムへの近道です。