java之clone方法的使用

女爷i 2022-09-22 13:58 179阅读 0赞

首先看一下jdk中对clone方法的解释：

![Center][]

大概意思是说：返回一个要克隆对象的副本，克隆的类型依赖被克隆对象，换句话说：克隆后的对象类型与被克隆对象的类型相同。

**一、简单用法**

只需要在需要clone的对象上实现（implements）Cloneable接口，然后再在类中加上clone方法，在方法中只需要调用super.clone()，根据自己的需要实现即可。

public class Student implements Cloneable {
    	private String name;
    	private int age;
    	public String getName() {
    		return name;
    	}
    	public void setName(String name) {
    		this.name = name;
    	}
    	public int getAge() {
    		return age;
    	}
    	public void setAge(int age) {
    		this.age = age;
    	}
    	
    	@Override
    	protected Student clone() throws CloneNotSupportedException {
    		return (Student)super.clone();
    	}
    	
    	public static void main(String[] args) {
    		Student stu = new Student();
    		stu.setAge(1);
    		stu.setName("aa");
    		System.out.println(stu + " age: " + stu.getAge() + " name: " + stu.getName());
    		try {
    			Student sC = stu.clone();
    			System.out.println(sC + " sC.age: " + sC.getAge() + " sC.name: " + sC.getName());
    			sC.setAge(12);
    			sC.setName("bb");
    			System.out.println(stu + " age: " + stu.getAge() + " name: " + stu.getName());
    			System.out.println(sC + " sC.age: " + sC.getAge() + " sC.name: " + sC.getName());
    		} catch (CloneNotSupportedException e) {
    			// TODO Auto-generated catch block
    			e.printStackTrace();
    		}
    	}
    }

输出结果：

testClone.Student@15db9742 age: 1 name: aa  
testClone.Student@6d06d69c sC.age: 1 sC.name: aa  
testClone.Student@15db9742 age: 1 name: aa  
testClone.Student@6d06d69c sC.age: 12 sC.name: bb

分析结果：1、根据输出结果中前边的类名，可以得出被克隆对象的与原来的对象是同一种类型。2、根据内存地址（hashcode）知道，被克隆对象的与原来的对象是存在于内存中的不同的两个对象。所以后边有一个赋值，对原来对象没有任何影响。

**二、“影子”克隆与深度克隆**

首先看一个例子：

class Bag{//学生的书包
    	private int width;
    	private String logo;
    	public int getWidth() {
    		return width;
    	}
    	public void setWidth(int width) {
    		this.width = width;
    	}
    	public String getLogo() {
    		return logo;
    	}
    	public void setLogo(String logo) {
    		this.logo = logo;
    	}
    }
    
    public class Student2 implements Cloneable {
    	private String name;
    	private int age;
    	private Bag bag;
    	
    	public Bag getBag() {
    		return bag;
    	}
    	public void setBag(Bag bag) {
    		this.bag = bag;
    	}
    	public String getName() {
    		return name;
    	}
    	public void setName(String name) {
    		this.name = name;
    	}
    	public int getAge() {
    		return age;
    	}
    	public void setAge(int age) {
    		this.age = age;
    	}
    	
    	@Override
    	protected Student2 clone() throws CloneNotSupportedException {
    		return (Student2)super.clone();
    	}
    	
    	public static void main(String[] args) {
    		Student2 stu = new Student2();
    		stu.setAge(1);
    		stu.setName("aa");
    		Bag b = new Bag();
    		b.setWidth(10);
    		b.setLogo("Nike");
    		stu.setBag(b);
    		printStudent(stu);
    		try {
    			Student2 sC = stu.clone();
    			printStudent(sC);
    			sC.setAge(12);
    			sC.setName("bb");
    			sC.getBag().setWidth(100);//改变书包的属性
    			sC.getBag().setLogo("JNike");
    			printStudent(stu);
    			printStudent(sC);
    		} catch (CloneNotSupportedException e) {
    			// TODO Auto-generated catch block
    			e.printStackTrace();
    		}
    	}
    	
    	/**
    	 * 输出
    	 * @param stu
    	 */
    	private static void printStudent(Student2 stu) {
    		System.out.println(stu + " age: " + stu.getAge() + " name: " + stu.getName() + 
    				" bag: " + stu.getBag() + "(" + stu.getBag().getLogo() + " width: " + 
    				stu.getBag().getWidth() + ")");
    	}
    }

输出结果：

testClone.Student2@15db9742 age: 1 name: aa bag: testClone.Bag@6d06d69c(Nike width: 10)  
testClone.Student2@7852e922 age: 1 name: aa bag: testClone.Bag@6d06d69c(Nike width: 10)  
testClone.Student2@15db9742 age: 1 name: aa bag: testClone.Bag@6d06d69c(JNike width: 100)  
testClone.Student2@7852e922 age: 12 name: bb bag: testClone.Bag@6d06d69c(JNike width: 100)

分析：发现是不是跟预期的不太一样，通过第二个同学改变书包，但是第一个同学的书包也被改变了。并且通过内存地址可知，他们是同一对象（书包）。原因：调用Object类中clone()方法产生的效果是：先在内存中开辟一块和原始对象一样的空间，然后原样拷贝原始对象中的内 容。对基本数据类型，这样的操作是没有问题的，但对非基本类型变量，我们知道它们保存的仅仅是对象的引用，这也导致clone后的非基本类型变量和原始对 象中相应的变量指向的是同一个对象。 这就是所谓的“影子”克隆。

解决方案：深度克隆，既是对里边的引用也要克隆。以下是实现：

class Bag implements Cloneable{//学生的书包
    	private int width;//宽
    	private String logo;//品牌
    	public int getWidth() {
    		return width;
    	}
    	public void setWidth(int width) {
    		this.width = width;
    	}
    	public String getLogo() {
    		return logo;
    	}
    	public void setLogo(String logo) {
    		this.logo = logo;
    	}
    	
    	@Override
    	protected Bag clone() throws CloneNotSupportedException {
    		return (Bag)super.clone();
    	}
    }
    
    public class Student3 implements Cloneable {
    	private String name;
    	private int age;
    	private Bag bag;
    	
    	public Bag getBag() {
    		return bag;
    	}
    	public void setBag(Bag bag) {
    		this.bag = bag;
    	}
    	public String getName() {
    		return name;
    	}
    	public void setName(String name) {
    		this.name = name;
    	}
    	public int getAge() {
    		return age;
    	}
    	public void setAge(int age) {
    		this.age = age;
    	}
    	
    	@Override
    	protected Student3 clone() throws CloneNotSupportedException {
    		Student3 stu = (Student3)super.clone();
    		stu.bag = bag.clone();
    		return stu;
    	}
    	
    	public static void main(String[] args) {
    		Student3 stu = new Student3();
    		stu.setAge(1);
    		stu.setName("aa");
    		Bag b = new Bag();
    		b.setWidth(10);
    		b.setLogo("Nike");
    		stu.setBag(b);
    		printStudent(stu);
    		try {
    			Student3 sC = stu.clone();
    			printStudent(sC);
    			sC.setAge(12);
    			sC.setName("bb");
    			sC.getBag().setWidth(100);//改变书包的属性
    			sC.getBag().setLogo("JNike");
    			printStudent(stu);
    			printStudent(sC);
    		} catch (CloneNotSupportedException e) {
    			// TODO Auto-generated catch block
    			e.printStackTrace();
    		}
    	}
    	
    	/**
    	 * 输出
    	 * @param stu
    	 */
    	private static void printStudent(Student3 stu) {
    		System.out.println(stu + " age: " + stu.getAge() + " name: " + stu.getName() + 
    				" bag: " + stu.getBag() + "(" + stu.getBag().getLogo() + " width: " + 
    				stu.getBag().getWidth() + ")");
    	}
    }

输出：

testClone.Student3@15db9742 age: 1 name: aa bag: testClone.Bag@6d06d69c(Nike width: 10)  
testClone.Student3@7852e922 age: 1 name: aa bag: testClone.Bag@4e25154f(Nike width: 10)  
testClone.Student3@15db9742 age: 1 name: aa bag: testClone.Bag@6d06d69c(Nike width: 10)  
testClone.Student3@7852e922 age: 12 name: bb bag: testClone.Bag@4e25154f(JNike width: 100)

与我们期望的相同了。

**三、是不是万事大吉了？**

注意：要知道不是所有的类都能实现深度clone的。例如，StringBuffer，看一下 JDK API中关于StringBuffer的说明，StringBuffer没有重载clone()方法，更为严重的是StringBuffer还是一个 final类，这也是说我们也不能用继承的办法间接实现StringBuffer的clone。如果一个类中包含有StringBuffer类型对象或和 StringBuffer相似类的对象，我们有两种选择：要么只能实现影子clone，要么自己重新生成对象： new StringBuffer(oldValue.toString()); 进行赋值。

你是不是想问上边例子中的String呢，难道实现了clone？（查询String.java源码，发现并没有）通过以下的例子为你解答疑惑：

class StrCloneDemo implements Cloneable {
    	public String str;
    	public StringBuffer strBuff;
    
    	public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
    		return (StrCloneDemo) super.clone();
    	}
    }
    
    public class StrCloneDemoTest {
    	public static void main(String[] a) {
    		StrCloneDemo scd1 = new StrCloneDemo();
    		scd1.str = new String("abcdefghijk");
    		scd1.strBuff = new StringBuffer("rstuvwxyz");
    		System.out.println("before clone,scd1.str = " + scd1.str);
    		System.out.println("before clone,scd1.strBuff = " + scd1.strBuff);
    
    		StrCloneDemo scd2 = null;
    		try {
    			scd2 = (StrCloneDemo) scd1.clone();
    		} catch (CloneNotSupportedException e) {
    			e.printStackTrace();
    		}
    		scd2.str = scd2.str.substring(0, 3);
    		scd2.strBuff = scd2.strBuff.append("RSTUVWXYZ");
    		
    		System.out.println("******************************************");
    		System.out.println("after clone,scd1.str = " + scd1.str);
    		System.out.println("after clone,scd1.strBuff = " + scd1.strBuff);
    		
    		System.out.println("******************************************");
    		System.out.println("after clone,scd2.str = " + scd2.str);
    		System.out.println("after clone,scd2.strBuff = " + scd2.strBuff);
    	}
    }

输出：

before clone,scd1.str = abcdefghijk  
before clone,scd1.strBuff = rstuvwxyz  
\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*  
after clone,scd1.str = abcdefghijk  
after clone,scd1.strBuff = rstuvwxyzRSTUVWXYZ  
\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*  
after clone,scd2.str = abc  
after clone,scd2.strBuff = rstuvwxyzRSTUVWXYZ

分析：String类型的变量好象已经实现了深度clone，因为对scd2.str的改动并没有影响到scd1.str！实质上，在clone的时候scd1.str与scd2.str仍然是引用，而且都指向了同一个 String对象。但在执行c2.str = c2.str.substring(0,5)的时候，生成了一个新的String类型，然后又赋回给scd2.str。这是因为String被 Sun公司的工程师写成了一个不可更改的类（immutable class），在所有String类中的函数都不能更改自身的值。类似的，String类中的其它方法也是如此，都是生成一个新的对象返回。当然StringBuffer还是原来的对象。

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