什么是"clone"? 

  在实际编程过程中,我们常常要遇到这种情况:有一个对象A,在某一时刻A中已经包含了一些有效值,此时可能 会需要一个和A完全相同新对象B,并且此后对B任何改动都不会影响到A中的值,也就是说,A与B是两个独立的对象,但B的初始值是由A对象确定的。在 Java语言中,用简单的赋值语句是不能满足这种需求的。要满足这种需求虽然有很多途径,但实现clone()方法是其中最简单,也是最高效的手段。 

   Java的所有类都默认继承java.lang.Object类,在java.lang.Object类中有一个方法clone()。JDK API的说明文档解释这个方法将返回Object对象的一个拷贝。要说明的有两点:一是拷贝对象返回的是一个新对象,而不是一个引用。二是拷贝对象与用 new操作符返回的新对象的区别就是这个拷贝已经包含了一些原来对象的信息,而不是对象的初始信息。 

  怎样应用clone()方法? 

  一个很典型的调用clone()代码如下: 


class CloneClass implements Cloneable{ 
 public int aInt; 
 public Object clone(){ 
  CloneClass o = null; 
  try{ 
   o = (CloneClass)super.clone(); 
  }catch(CloneNotSupportedException e){ 
   e.printStackTrace(); 
  } 
  return o; 
 } 
}




 

 有三个值得注意的地方,一是希望能实现clone功能的CloneClass类实现了Cloneable接口,这个接口属于java.lang 包,java.lang包已经被缺省的导入类中,所以不需要写成java.lang.Cloneable。另一个值得请注意的是重载了clone()方 法。最后在clone()方法中调用了super.clone(),这也意味着无论clone类的继承结构是什么样的,super.clone()直接或 间接调用了java.lang.Object类的clone()方法。下面再详细的解释一下这几点。 


  应该说第三点是最重要的,仔细 观察一下Object类的clone()一个native方法,native方法的效率一般来说都是远高于java中的非native方法。这也解释了为 什么要用Object中clone()方法而不是先new一个类,然后把原始对象中的信息赋到新对象中,虽然这也实现了clone功能。对于第二点,也要 观察Object类中的clone()还是一个protected属性的方法。这也意味着如果要应用clone()方法,必须继承Object类,在 Java中所有的类是缺省继承Object类的,也就不用关心这点了。然后重载clone()方法。还有一点要考虑的是为了让其它类能调用这个clone 类的clone()方法,重载之后要把clone()方法的属性设置为public。 


  那么clone类为什么还要实现 Cloneable接口呢?稍微注意一下,Cloneable接口是不包含任何方法的!其实这个接口仅仅是一个标志,而且这个标志也仅仅是针对 Object类中clone()方法的,如果clone类没有实现Cloneable接口,并调用了Object的clone()方法(也就是调用了 super.Clone()方法),那么Object的clone()方法就会抛出CloneNotSupportedException异常。 


以上是clone的最基本的步骤,想要完成一个成功的clone,还要了解什么是"影子clone"和"深度clone"。




下面来具体看看java中的Clone机制是如何工作的?

1. Clone&Copy
假设现在有一个Employee对象,Employee tobby =new Employee(“CMTobby”,5000),通常我们会有这样的赋值Employee cindyelf=tobby,这个时候只是简单了copy了一下reference,cindyelf和tobby都指向内存中同一个object,这样cindyelf或者tobby的一个操作都可能影响到对方。打个比方,如果我们通过cindyelf.raiseSalary()方法改变了salary域的值,那么tobby通过getSalary()方法得到的就是修改之后的salary域的值,显然这不是我们愿意看到的。我们希望得到tobby的一个精确拷贝,同时两者互不影响,这时候我们就可以使用Clone来满足我们的需求。Employee cindy=tobby.clone(),这时会生成一个新的Employee对象,并且和tobby具有相同的属性值和方法。

2. Shallow Clone&Deep Clone

Clone是如何完成的呢?Object在对某个对象实施Clone时对其是一无所知的,它仅仅是简单地执行域对域的copy,这就是Shallow Clone。这样,问题就来了咯,以Employee为例,它里面有一个域hireDay不是基本型别的变量,而是一个reference变量,经过Clone之后就会产生一个新的Date型别的reference,它和原始对象中对应的域指向同一个Date对象,这样克隆类就和原始类共享了一部分信息,而这样显然是不利的,过程下图所示:

java lombock 对象 toJsonString 有斜杠 java对象clone()方法_Java

 

这个时候我们就需要进行deep Clone了,对那些非基本型别的域进行特殊的处理,例如本例中的hireDay。我们可以重新定义Clone方法,对hireDay做特殊处理,如下代码所示:

class Employee implements Cloneable  
  
{  
        public Object clone() throws CloneNotSupportedException  
        {  
         Employee cloned = (Employee) super.clone();  
      cloned.hireDay = (Date) hireDay.clone()  
      return cloned;  
        }  
}




 

3. Clone()方法的保护机制

在Object中Clone()是被申明为protected的,这样做是有一定的道理的,以Employee类为例,通过申明为protected,就可以保证只有Employee类里面才能“克隆”Employee对象,原理可以参考我前面关于public、protected、private的学习笔记。

4. Clone()方法的使用

Clone()方法的使用比较简单,注意如下几点即可:

1. 什么时候使用shallow Clone,什么时候使用deep Clone,这个主要看具体对象的域是什么性质的,基本型别还是reference variable

2. 调用Clone()方法的对象所属的类(Class)必须implements Clonable接口,否则在调用Clone方法的时候会抛出CloneNotSupportedException。



什么是"clone"? 

  在实际编程过程中,我们常常要遇到这种情况:有一个对象A,在某一时刻A中已经包含了一些有效值,此时可能 会需要一个和A完全相同新对象B,并且此后对B任何改动都不会影响到A中的值,也就是说,A与B是两个独立的对象,但B的初始值是由A对象确定的。在 Java语言中,用简单的赋值语句是不能满足这种需求的。要满足这种需求虽然有很多途径,但实现clone()方法是其中最简单,也是最高效的手段。 

   Java的所有类都默认继承java.lang.Object类,在java.lang.Object类中有一个方法clone()。JDK API的说明文档解释这个方法将返回Object对象的一个拷贝。要说明的有两点:一是拷贝对象返回的是一个新对象,而不是一个引用。二是拷贝对象与用 new操作符返回的新对象的区别就是这个拷贝已经包含了一些原来对象的信息,而不是对象的初始信息。 

  怎样应用clone()方法? 

  一个很典型的调用clone()代码如下: 


class CloneClass implements Cloneable{ 
 public int aInt; 
 public Object clone(){ 
  CloneClass o = null; 
  try{ 
   o = (CloneClass)super.clone(); 
  }catch(CloneNotSupportedException e){ 
   e.printStackTrace(); 
  } 
  return o; 
 } 
}




 

 有三个值得注意的地方,一是希望能实现clone功能的CloneClass类实现了Cloneable接口,这个接口属于java.lang 包,java.lang包已经被缺省的导入类中,所以不需要写成java.lang.Cloneable。另一个值得请注意的是重载了clone()方 法。最后在clone()方法中调用了super.clone(),这也意味着无论clone类的继承结构是什么样的,super.clone()直接或 间接调用了java.lang.Object类的clone()方法。下面再详细的解释一下这几点。 


  应该说第三点是最重要的,仔细 观察一下Object类的clone()一个native方法,native方法的效率一般来说都是远高于java中的非native方法。这也解释了为 什么要用Object中clone()方法而不是先new一个类,然后把原始对象中的信息赋到新对象中,虽然这也实现了clone功能。对于第二点,也要 观察Object类中的clone()还是一个protected属性的方法。这也意味着如果要应用clone()方法,必须继承Object类,在 Java中所有的类是缺省继承Object类的,也就不用关心这点了。然后重载clone()方法。还有一点要考虑的是为了让其它类能调用这个clone 类的clone()方法,重载之后要把clone()方法的属性设置为public。 


  那么clone类为什么还要实现 Cloneable接口呢?稍微注意一下,Cloneable接口是不包含任何方法的!其实这个接口仅仅是一个标志,而且这个标志也仅仅是针对 Object类中clone()方法的,如果clone类没有实现Cloneable接口,并调用了Object的clone()方法(也就是调用了 super.Clone()方法),那么Object的clone()方法就会抛出CloneNotSupportedException异常。 


以上是clone的最基本的步骤,想要完成一个成功的clone,还要了解什么是"影子clone"和"深度clone"。


下面来具体看看java中的Clone机制是如何工作的?

1. Clone&Copy
假设现在有一个Employee对象,Employee tobby =new Employee(“CMTobby”,5000),通常我们会有这样的赋值Employee cindyelf=tobby,这个时候只是简单了copy了一下reference,cindyelf和tobby都指向内存中同一个object,这样cindyelf或者tobby的一个操作都可能影响到对方。打个比方,如果我们通过cindyelf.raiseSalary()方法改变了salary域的值,那么tobby通过getSalary()方法得到的就是修改之后的salary域的值,显然这不是我们愿意看到的。我们希望得到tobby的一个精确拷贝,同时两者互不影响,这时候我们就可以使用Clone来满足我们的需求。Employee cindy=tobby.clone(),这时会生成一个新的Employee对象,并且和tobby具有相同的属性值和方法。

2. Shallow Clone&Deep Clone

Clone是如何完成的呢?Object在对某个对象实施Clone时对其是一无所知的,它仅仅是简单地执行域对域的copy,这就是Shallow Clone。这样,问题就来了咯,以Employee为例,它里面有一个域hireDay不是基本型别的变量,而是一个reference变量,经过Clone之后就会产生一个新的Date型别的reference,它和原始对象中对应的域指向同一个Date对象,这样克隆类就和原始类共享了一部分信息,而这样显然是不利的,过程下图所示:

java lombock 对象 toJsonString 有斜杠 java对象clone()方法_Java

 

这个时候我们就需要进行deep Clone了,对那些非基本型别的域进行特殊的处理,例如本例中的hireDay。我们可以重新定义Clone方法,对hireDay做特殊处理,如下代码所示:

class Employee implements Cloneable  
  
{  
        public Object clone() throws CloneNotSupportedException  
        {  
         Employee cloned = (Employee) super.clone();  
      cloned.hireDay = (Date) hireDay.clone()  
      return cloned;  
        }  
}




 

3. Clone()方法的保护机制

在Object中Clone()是被申明为protected的,这样做是有一定的道理的,以Employee类为例,通过申明为protected,就可以保证只有Employee类里面才能“克隆”Employee对象,原理可以参考我前面关于public、protected、private的学习笔记。

4. Clone()方法的使用

Clone()方法的使用比较简单,注意如下几点即可:

1. 什么时候使用shallow Clone,什么时候使用deep Clone,这个主要看具体对象的域是什么性质的,基本型别还是reference variable

2. 调用Clone()方法的对象所属的类(Class)必须implements Clonable接口,否则在调用Clone方法的时候会抛出CloneNotSupportedException。