为什么要克隆

为什么要使用克隆,这其实反映的是一个很现实的问题,假如我们有一个对象:

public class SimpleObject implements Cloneable
{
private String str; public SimpleObject()
{
System.out.println("Enter SimpleObject.constructor()");
} public String getStr()
{
return str;
} public void setStr(String str)
{
this.str = str;
} public Object clone() throws CloneNotSupportedException
{
return super.clone();
}
}

现在我写一段程序:

public static void main(String[] args)
{
SimpleObject so0 = new SimpleObject();
so0.setStr("111");
System.out.println("so0.getStr():" + so0.getStr());
SimpleObject so1 = so0;
so1.setStr("222");
System.out.println("so0.getStr():" + so0.getStr());
System.out.println("so1.getStr():" + so1.getStr());
}

运行结果其实很明显:

so0.getStr():111
so0.getStr():222
so1.getStr():222

Java底层使用C/C++实现的,"="这个运算符,如果左右两边都是对象引用的话,在Java中表示的将等号右边的引用赋值给等号左边的引用,二者指向的还是同一块内存,所以任何一个引用对内存的操作都直接反映到另一个引用上。

但是,现在我想拿这个so0的数据进行一些操作,不想改变原来so0中的内容,这时候就可以使用克隆了,它允许在堆中克隆出一块和原对象一样的对象,并将这个对象的地址赋予新的引用,这样,显然我对新引用的操作,不会影响到原对象。

当然,理解克隆,最好还是对Java内存区域有比较好的理解。

Cloneable接口和Object的clone()方法

Java中实现了Cloneable接口的类有很多,像我们熟悉的ArrayList、Calendar、Date、HashMap、Hashtable、HashSet、LinkedList等等。

还是那句话,对于不熟悉的接口、方法,第一反应一定是查询JDK API。

1、Cloneable接口

三句话总结:

(1)此类实现了Cloneable接口,以指示Object的clone()方法可以合法地对该类实例进行按字段复制

(2)如果在没有实现Cloneable接口的实例上调用Object的clone()方法,则会导致抛出CloneNotSupporteddException

(3)按照惯例,实现此接口的类应该使用公共方法重写Object的clone()方法,Object的clone()方法是一个受保护的方法

2、Object的clone()方法

创建并返回此对象的一个副本。对于任何对象x,表达式:

(1)x.clone() != x为true

(2)x.clone().getClass() == x.getClass()为true

(3)x.clone().equals(x)一般情况下为true,但这并不是必须要满足的要求

克隆实例

把上面例子的main函数修改一下:

public static void main(String[] args) throws Exception
{
SimpleObject so0 = new SimpleObject();
so0.setStr("111");
SimpleObject so1 = (SimpleObject)so0.clone(); System.out.println("so0 == so1?" + (so0 == so1));
System.out.println("so0.getClass() == so1.getClass()?" + (so0.getClass() == so1.getClass()));
System.out.println("so0.equals(so1)?" + (so0.equals(so1))); so1.setStr("222");
System.out.println("so0.getStr():" + so0.getStr());
System.out.println("so1.getStr():" + so1.getStr());
}

看一下运行结果:

Enter SimpleObject.constructor()
so0 == so1?false
so0.getClass() == so1.getClass()?true
so0.equals(so1)?false
so0.getStr():111
so1.getStr():222

得到三个结论:

1、克隆一个对象并不会调用对象的构造方法,因为"Enter SimpleObject.constructor()"语句只出现了一次

2、符合JDK API的clone()方法三条规则

3、so1对于SimpleObject对象str字段的修改再也不会影响到so0了

浅克隆和深克隆

浅克隆(shallow clone)和深克隆(deep clone)反映的是,当对象中还有对象的时候,那么:

1、浅克隆,即很表层的克隆,如果我们要克隆对象,只克隆它自身以及它所包含的所有对象的引用地址

2、深克隆,克隆除自身对象以外的所有对象,包括自身所包含的所有对象实例

这两个概念应该很好理解,就不写代码了。多提一句,所有的基本数据类型,无论是浅克隆还是深克隆,都会进行原值克隆,毕竟它们都不是对象,不是存储在堆中的。

那其实Object的clone()方法,提供的是一种浅克隆的机制,如果想要实现对对象的深克隆,在不引入第三方jar包的情况下,可以使用两种办法:

1、先对对象进行序列化,紧接着马上反序列化出

2、先调用super.clone()方法克隆出一个新对象来,然后在子类的clone()方法中手动给克隆出来的非基本数据类型(引用类型)赋值,比如ArrayList的clone()方法:

public Object clone() {
try {
ArrayList<E> v = (ArrayList<E>) super.clone();
v.elementData = Arrays.copyOf(elementData, size);
v.modCount = 0;
return v;
} catch (CloneNotSupportedException e) {
// this shouldn't happen, since we are Cloneable
throw new InternalError();
}
}

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