【Java】配列をコピーする4つの方法！cloneやSystem.arraycopyの使い分けとディープコピーの罠

Javaで開発を行っていると、既存の配列を複製して、元のデータには影響を与えずに加工したいという場面が頻繁にあります。

しかし、Javaの配列は「オブジェクト」として扱われるため、単に = 演算子で代入しただけではコピーを作ることができません。

「コピーしたはずの配列を変更したら、元の配列まで書き換わってしまった！」というバグは、Java初心者が必ず一度は通る道です。

この記事では、Javaにおける配列の正しいコピー方法について、手軽な clone() や Arrays.copyOf()、高速な System.arraycopy() などの使い分けを解説します。

さらに、2次元配列やオブジェクト配列で発生する「シャローコピー（浅いコピー）」の問題と、それを回避する「ディープコピー（深いコピー）」の実装方法まで、現在の開発現場で役立つ知識を徹底解説します。

【本記事の信頼性】

執筆者：マヒロ

執筆者は元エンジニア
SES⇒大手の社内SE⇒独立
現在はこじんまりとしたプログラミングスクールを運営
モットーは「利他の精神」

配列コピーの基本と「参照渡し」の落とし穴
1. 「=」で代入してもコピーにはならない
配列を正しく複製する3つの主要な方法
シャローコピーとディープコピーの違いに注意
1. シャローコピー（浅いコピー）とは
2. ディープコピー（深いコピー）を実現する方法
【応用】配列の一部だけを切り出してコピーする
Javaのスキルを活かして年収を上げる方法

配列コピーの基本と「参照渡し」の落とし穴

まず、なぜJavaの配列コピーで多くの人がつまずくのか、その原因を確認しておきましょう。

「=」で代入してもコピーにはならない

変数をコピーする感覚で、配列変数を別の変数に代入しても、複製は作られません。
コピーされるのは「データの実体」ではなく、「データがどこにあるかを示す住所（参照）」だけだからです。

public class ReferenceCopyExample {
    public static void main(String[] args) {
        int[] original = {1, 2, 3};
        int[] copy = original; // 参照のみをコピー（同じ実体を見る）

        copy[0] = 99; // コピー先を変更

        // 元の配列も変わってしまう
        System.out.println("original[0]: " + original[0]); 
        System.out.println("copy[0]: " + copy[0]); 
    }
}

実行結果

original[0]: 99
copy[0]: 99

int[] copy = original; とした時点で、original と copy はメモリ上の同じ配列データを指し示しています。

そのため、copy を変更すると、当然ながら original も変更されたように見えます。

独立した別の配列として扱いたい場合は、新しいメモリ領域を確保して値を移し替える「複製」処理が必要です。

配列を正しく複製する3つの主要な方法

Javaで配列を複製（コピー）するには、主に以下の3つの方法が使われます。
用途や好みに応じて使い分けるのがベストです。

1. clone() メソッド（最も手軽）

配列オブジェクトが標準で持っている clone() メソッドを使う方法です。
記述量が少なく、型変換（キャスト）も不要なため、最も簡単でよく使われます。

int[] original = {1, 2, 3};
int[] copy = original.clone();

2. Arrays.copyOf()（可読性が高い）

java.util.Arrays クラスの便利メソッドを使う方法です。

「配列をコピーする」という意図が読み取りやすく、さらに「新しい配列のサイズ（長さ）」を指定できるのが特徴です。

import java.util.Arrays;

int[] original = {1, 2, 3};
// 第2引数でコピーする長さを指定（元のサイズと同じなら完全コピー）
int[] copy = Arrays.copyOf(original, original.length);

3. System.arraycopy()（高速・詳細制御）

System クラスのメソッドを使う方法です。他の方法に比べて記述が少し複雑ですが、処理速度が最も高速です。

また、「コピー元の開始位置」や「コピー先の開始位置」を細かく指定できるため、配列の一部だけをコピーしたい場合などに威力を発揮します。

int[] original = {1, 2, 3};
int[] copy = new int[original.length]; // 先に箱を作る必要がある

// (コピー元, 元の開始位置, コピー先, 先の開始位置, コピーする個数)
System.arraycopy(original, 0, copy, 0, original.length);

シャローコピーとディープコピーの違いに注意

int や double などのプリミティブ型（基本データ型）の配列であれば、上記の方法で問題なく複製できます。

しかし、「2次元配列」や「オブジェクトの配列」の場合、上記の方法では不完全なコピー（シャローコピー）になってしまうため注意が必要です。

シャローコピー（浅いコピー）とは

配列という「入れ物」だけを新しく作り、中身（要素）は元の配列と同じオブジェクトを参照している状態です。

clone() や Arrays.copyOf() は、基本的にこのシャローコピーを行います。

// 2次元配列のシャローコピー問題
public class ShallowCopyExample {
    public static void main(String[] args) {
        int[][] original = {{1, 2}, {3, 4}};
        int[][] copy = original.clone(); // 2次元配列をclone

        // コピー先の中身を変更
        copy[0][0] = 99;

        // 元の配列も変わってしまう！
        System.out.println("original[0][0]: " + original[0][0]);
    }
}

実行結果

original[0][0]: 99

original.clone() で新しい2次元配列を作りましたが、その中に入っている「1次元配列（行）」への参照はコピーされていません。

つまり、copy[0] と original[0] は同じ配列の実体を共有しているため、中身を書き換えると両方に影響が出ます。

ディープコピー（深いコピー）を実現する方法

元の配列と完全に独立したコピーを作るには、配列の階層をたどって、一つひとつの要素を新しく作り直す「ディープコピー」を実装する必要があります。

2次元配列のディープコピー例

public class DeepCopyExample {
    public static void main(String[] args) {
        int[][] original = {{1, 2}, {3, 4}};
        
        // 元の配列と同じサイズで新しい配列を作成
        int[][] copy = new int[original.length][];

        // ループを使って、行（内側の配列）ごとにコピーする
        for (int i = 0; i < original.length; i++) {
            copy[i] = original[i].clone();
        }

        // コピー先を変更
        copy[0][0] = 99;

        // 元の配列は影響を受けない
        System.out.println("original[0][0]: " + original[0][0]); 
        System.out.println("copy[0][0]: " + copy[0][0]); 
    }
}

実行結果

original[0][0]: 1
copy[0][0]: 99

for 文を使って、外側の配列だけでなく、内側の配列ひとつひとつに対して clone() を実行しています。

これにより、すべての階層で新しい実体が生成され、完全に独立した2次元配列が完成しました。

3次元以上の配列や、自作クラスの配列の場合も同様に、中身を一つずつ複製する処理が必要です。

【応用】配列の一部だけを切り出してコピーする

「配列の3番目から5番目までを抜き出したい」といった場合は、Arrays.copyOfRange メソッドが便利です。

import java.util.Arrays;

public class RangeCopyExample {
    public static void main(String[] args) {
        int[] original = {10, 20, 30, 40, 50};

        // インデックス1から、インデックス4の手前（3）までをコピー
        int[] subArray = Arrays.copyOfRange(original, 1, 4);

        // 配列の中身を表示
        System.out.println(Arrays.toString(subArray));
    }
}

実行結果