克隆对象

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为什么要克隆?

  答案是:克隆的对象可能包含一些已经修改过的属性,而new出来的对象的属性都还是初始化时候的值,所以当需要一个新的对象来保存当前对象的“状态”就靠clone方法了。那么我把这个对象的临时属性一个一个的赋值给我新new的对象不也行嘛?可以是可以,但是一来麻烦不说,二来,大家通过上面的源码都发现了clone是一个native方法,就是快啊,在底层实现的。

我们常见的Object a=new Object();Object b;b=a;这种形式的代码复制的是引用,即对象在内存中的地址,a和b对象仍然指向了同一个对象。

  而通过clone方法赋值的对象跟原来的对象时同时独立存在的。

如何实现克隆

先介绍一下两种不同的克隆方法,浅克隆(ShallowClone)深克隆(DeepClone)

在Java语言中,数据类型分为值类型(基本数据类型)和引用类型,值类型包括int、double、byte、boolean、char等简单数据类型,引用类型包括类、接口、数组等复杂类型。浅克隆和深克隆的主要区别在于是否支持引用类型的成员变量的复制

一般步骤是(浅克隆):

1. 被复制的类需要实现Clonenable接口(不实现的话在调用clone方法会抛出CloneNotSupportedException异常), 该接口为标记接口(不含任何方法)

2. 覆盖clone()方法,访问修饰符设为public方法中调用super.clone()方法得到需要的复制对象。(native为本地方法)

浅克隆:

class Student implements Cloneable{  
    private int number;  
  
    public int getNumber() {  
        return number;  
    }  
  
    public void setNumber(int number) {  
        this.number = number;  
    }  
      
    @Override  
    public Object clone() {  
        Student stu = null;  
        try{  
            stu = (Student)super.clone();  
        }catch(CloneNotSupportedException e) {  
            e.printStackTrace();  
        }  
        return stu;  
    }  
}  
public class Test {  
    public static void main(String args[]) {  
        Student stu1 = new Student();  
        stu1.setNumber(12345);  
        Student stu2 = (Student)stu1.clone();  
          
        System.out.println("学生1:" + stu1.getNumber());  
        System.out.println("学生2:" + stu2.getNumber());  
          
        stu2.setNumber(54321);  
      
        System.out.println("学生1:" + stu1.getNumber());  
        System.out.println("学生2:" + stu2.getNumber());  
    }  
}  

结果:

学生1:12345  

学生2:12345  

学生1:12345  

学生2:54321

深度复制:

在学生类里再加一个Address类

class Address  {  
 2     private String add;  
 3   
 4     public String getAdd() {  
 5         return add;  
 6     }  
 7   
 8     public void setAdd(String add) {  
 9         this.add = add;  
10     }  
11       
12 }  
13   
14 class Student implements Cloneable{  
15     private int number;  
16   
17     private Address addr;  
18       
19     public Address getAddr() {  
20         return addr;  
21     }  
22   
23     public void setAddr(Address addr) {  
24         this.addr = addr;  
25     }  
26   
27     public int getNumber() {  
28         return number;  
29     }  
30   
31     public void setNumber(int number) {  
32         this.number = number;  
33     }  
34       
35     @Override  
36     public Object clone() {  
37         Student stu = null;  
38         try{  
39             stu = (Student)super.clone();  
40         }catch(CloneNotSupportedException e) {  
41             e.printStackTrace();  
42         }  
43         return stu;  
44     }  
45 }  
46 public class Test {  
47       
48     public static void main(String args[]) {  
49           
50         Address addr = new Address();  
51         addr.setAdd("杭州市");  
52         Student stu1 = new Student();  
53         stu1.setNumber(123);  
54         stu1.setAddr(addr);  
55           
56         Student stu2 = (Student)stu1.clone();  
57           
58         System.out.println("学生1:" + stu1.getNumber() + ",地址:" + stu1.getAddr().getAdd());  
59         System.out.println("学生2:" + stu2.getNumber() + ",地址:" + stu2.getAddr().getAdd());  
60     }  
61 }  

结果:

学生1:123,地址:杭州市  

学生2:123,地址:杭州市

如果将addr.setAdd("")括号中的内容改变成郑州市,那么两个学生的信息都会改变:

学生1:123,地址:杭州市  
学生2:123,地址:杭州市  
学生1:123,地址:西湖区  
学生2:123,地址:西湖区  

原因是浅复制只是复制了addr变量的引用,并没有真正的开辟另一块空间,将值复制后再将引用返回给新对象。

为了达到真正的复制对象需要将Address类可复制化,并且修改clone方法:

package abc;  
 2   
 3 class Address implements Cloneable {  
 4     private String add;  
 5   
 6     public String getAdd() {  
 7         return add;  
 8     }  
 9   
10     public void setAdd(String add) {  
11         this.add = add;  
12     }  
13       
14     @Override  
15     public Object clone() {  
16         Address addr = null;  
17         try{  
18             addr = (Address)super.clone();  
19         }catch(CloneNotSupportedException e) {  
20             e.printStackTrace();  
21         }  
22         return addr;  
23     }  
24 }  
25   
26 class Student implements Cloneable{  
27     private int number;  
28   
29     private Address addr;  
30       
31     public Address getAddr() {  
32         return addr;  
33     }  
34   
35     public void setAddr(Address addr) {  
36         this.addr = addr;  
37     }  
38   
39     public int getNumber() {  
40         return number;  
41     }  
42   
43     public void setNumber(int number) {  
44         this.number = number;  
45     }  
46       
47     @Override  
48     public Object clone() {  
49         Student stu = null;  
50         try{  
51             stu = (Student)super.clone();   //浅复制  
52         }catch(CloneNotSupportedException e) {  
53             e.printStackTrace();  
54         }  
55         stu.addr = (Address)addr.clone();   //深度复制  
56         return stu;  
57     }  
58 }  
59 public class Test {  
60       
61     public static void main(String args[]) {  
62           
63         Address addr = new Address();  
64         addr.setAdd("杭州市");  
65         Student stu1 = new Student();  
66         stu1.setNumber(123);  
67         stu1.setAddr(addr);  
68           
69         Student stu2 = (Student)stu1.clone();  
70           
71         System.out.println("学生1:" + stu1.getNumber() + ",地址:" + stu1.getAddr().getAdd());  
72         System.out.println("学生2:" + stu2.getNumber() + ",地址:" + stu2.getAddr().getAdd());  
73           
74         addr.setAdd("西湖区");  
75           
76         System.out.println("学生1:" + stu1.getNumber() + ",地址:" + stu1.getAddr().getAdd());  
77         System.out.println("学生2:" + stu2.getNumber() + ",地址:" + stu2.getAddr().getAdd());  
78     }  
79 }  

结果:

学生1:123,地址:杭州市  
学生2:123,地址:杭州市  
学生1:123,地址:西湖区  
学生2:123,地址:西湖区 

浅克隆和深克隆

浅克隆

在浅克隆中,如果原型对象的成员变量是值类型,将复制一份给克隆对象;如果原型对象的成员变量是引用类型,则将引用对象的地址复制一份给克隆对象,也就是说原型对象和克隆对象的成员变量指向相同的内存地址。

简单来说,在浅克隆中,当对象被复制时只复制它本身和其中包含的值类型的成员变量,而引用类型的成员对象并没有复制。

在Java语言中,通过覆盖Object类的clone()方法可以实现浅克隆

深克隆

在深克隆中,无论原型对象的成员变量是值类型还是引用类型,都将复制一份给克隆对象,深克隆将原型对象的所有引用对象也复制一份给克隆对象。

简单来说,在深克隆中,除了对象本身被复制外,对象所包含的所有成员变量也将复制。

在Java语言中,如果需要实现深克隆,可以通过覆盖Object类的clone()方法实现,也可以通过序列化(Serialization)等方式来实现。