Cloneable接口和Object的clone()方法


為什么要克隆

為什么要使用克隆,這其實反映的是一個很現實的問題,假如我們有一個對象:

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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(); } }
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現在我寫一段程序:

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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()); }
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運行結果其實很明顯:

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

Java底層使用C/C++實現的,"="這個運算符,如果左右兩邊都是對象引用的話,在Java中表示的將等號右邊的引用賦值給等號左邊的引用,二者指向的還是同一塊內存,所以任何一個引用對內存的操作都直接反映到另一個引用上。

但是,現在我想拿這個so0的數據進行一些操作,不想改變原來so0中的內容,這時候就可以使用克隆了,它允許在堆中克隆出一塊和原對象一樣的對象,並將這個對象的地址賦予新的引用,這樣,顯然我對新引用的操作,不會影響到原對象。

當然,理解克隆,最好還是對Java內存區域有比較好的理解。

 

Cloneable接口和Object的clone()方法

Java中實現了Cloneable接口的類有很多,像我們熟悉的ArrayList、Calendar、Date、HashMap、Hashtable、HashSet、LinkedList等等。

還是那句話,對於不熟悉的接口、方法,第一反應一定是查詢JDK API。

1、Cloneable接口

三句話總結:

(1)此類實現了Cloneable接口,以指示Object的clone()方法可以合法地對該類實例進行按字段復制

(2)如果在沒有實現Cloneable接口的實例上調用Object的clone()方法,則會導致拋出CloneNotSupporteddException

(3)按照慣例,實現此接口的類應該使用公共方法重寫Object的clone()方法,Object的clone()方法是一個受保護的方法

2、Object的clone()方法

創建並返回此對象的一個副本。對於任何對象x,表達式:

(1)x.clone() != x為true

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

(3)x.clone().equals(x)一般情況下為true,但這並不是必須要滿足的要求

 

克隆實例

把上面例子的main函數修改一下:

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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()); }
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看一下運行結果:

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

得到三個結論:

1、克隆一個對象並不會調用對象的構造方法,因為"Enter SimpleObject.constructor()"語句只出現了一次

2、符合JDK API的clone()方法三條規則

3、so1對於SimpleObject對象str字段的修改再也不會影響到so0了

 

淺克隆和深克隆

淺克隆(shallow clone)和深克隆(deep clone)反映的是,當對象中還有對象的時候,那么:

1、淺克隆,即很表層的克隆,如果我們要克隆對象,只克隆它自身以及它所包含的所有對象的引用地址

2、深克隆,克隆除自身對象以外的所有對象,包括自身所包含的所有對象實例

這兩個概念應該很好理解,就不寫代碼了。多提一句,所有的基本數據類型,無論是淺克隆還是深克隆,都會進行原值克隆,畢竟它們都不是對象,不是存儲在堆中的。

那其實Object的clone()方法,提供的是一種淺克隆的機制,如果想要實現對對象的深克隆,在不引入第三方jar包的情況下,可以使用兩種辦法:

1、先對對象進行序列化,緊接着馬上反序列化出

2、先調用super.clone()方法克隆出一個新對象來,然后在子類的clone()方法中手動給克隆出來的非基本數據類型(引用類型)賦值,比如ArrayList的clone()方法:

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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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