Java clone()克隆对象

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本文深入解析Java中方法参数的理解及Clone方法的使用，包括引用传递、浅克隆与深克隆的概念与实现，以及Clone方法在不同场景下的应用。

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一、java 方法参数理解：

方法参数可理解为：对于输入的实参进行了一份拷贝，（1）若方法参数为基本类型，则在栈内存中开辟新的空间，所有的方法体内部的操作都是针对这个拷贝的操作，并不会影响原来输入实参的值（2）若方法参数为引用类型，该拷贝与输入实参指向了同一个对象，方法体内部对于对象的操作，都是针对的同一个对象。

另外，除了在函数传值的时候是"引用传递"，在任何用"＝"向对象变量赋值的时候都是"引用传递"。

下面举例说明：

package com.lqh.test;

import java.util.*;

public class HashtableAdd {
	public static void main(String[] args) {
		Hashtable<String, StringBuffer> ht = new Hashtable<String, StringBuffer>();
		StringBuffer sb = new StringBuffer();
		sb.append("abc,");
		ht.put("1", sb);
		sb.append("def,");
		ht.put("2", sb);
		sb.append("mno,");
		ht.put("3", sb);
		sb.append("xyz.");
		ht.put("4", sb);

		int numObj = 0;
		Enumeration it = ht.elements();
		while (it.hasMoreElements()) {
			System.out.print("get StringBufffer " + (++numObj)
					+ " from Hashtable: ");
			System.out.println(it.nextElement());
		}
	}
}

上面的例子的实际输出的结果是：

get StringBufffer 1 from Hashtable: abc,def,mno,xyz.
get StringBufffer 2 from Hashtable: abc,def,mno,xyz.
get StringBufffer 3 from Hashtable: abc,def,mno,xyz.
get StringBufffer 4 from Hashtable: abc,def,mno,xyz.

分析：向Hashtable传递 StringBuffer对象是只传递了这个StringBuffer对象的引用！每一次向Hashtable表中put一次 StringBuffer，并没有生成新的StringBuffer对象，只是在Hashtable表中又放入了一个指向同一StringBuffer对象的引用而已。对Hashtable表存储的任何一个StringBuffer对象（更确切的说应该是对象的引用）的改动，实际上都是对同一个 "StringBuffer"的改动。所以Hashtable并不能真正存储能对象，而只能存储对象的引用。也应该知道这条原则对与Hashtable相似的Vector, List, Map, Set等都是一样的。

二、Java Clone（）介绍

顾名思义，clone方法的含义就是克隆出一个一模一样的对象，这样是有两个对象的。

实现clone方法的步骤（）

（1）实现Cloneable接口

（2）重载Object类中的clone()方法，重载时需定义为public

（3）在重载方法中，调用super.clone()

例如：

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;
    }
}

解释：

（1）clone()方法是定义在java.lang.Object类中，该方法是一个protected的方法，所以重载时要把clone()方法的属性设置为public，这样其它类才能调用这个clone类的clone()方法

（2）实现Cloneable接口：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。

三、浅克隆与深克隆

所谓浅克隆就是说被克隆的对象各个域都是基本类型，而不存在引用类型。如有存在引用类型的域，则需要进行深克隆。深克隆就是在重载clone（）方法中，要对其引用类型的域也进行克隆。如下例：

package com.lqh.clone;

public class Address implements Cloneable{
	
	private String state;
	private String province;
	private String city;
	
	public String getState() {
		return state;
	}
	public void setState(String state) {
		this.state = state;
	}
	public String getProvince() {
		return province;
	}
	public void setProvince(String province) {
		this.province = province;
	}
	public String getCity() {
		return city;
	}
	public void setCity(String city) {
		this.city = city;
	}
	@Override
	public String toString() {
		StringBuilder sb = new StringBuilder();
		sb.append("国家：" + state + ", ");
		sb.append("省：" + province + ", ");
		sb.append("市：" + city);
		return sb.toString();
	}
	public Address(String state, String province, String city) {
		super();
		this.state = state;
		this.province = province;
		this.city = city;
	}
	
	@Override
	public Address clone() {
		Address address = null;
		try {
			address = (Address) super.clone();
		} catch (CloneNotSupportedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		return address;
	}
}

package com.lqh.clone;

public class Employee implements Cloneable{
	private String name;
	private int age;
	private Address address;
	
	public Employee(String name, int age, Address address) {
		super();
		this.name = name;
		this.age = age;
		this.address = address;
	}
	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;
	}
	public Address getAddress() {
		return address;
	}
	public void setAddress(Address address) {
		this.address = address;
	}
	@Override
	public Employee clone(){
		Employee employee = null;
		try {
			employee = (Employee) super.clone();  
			employee.address = address.clone();  //对引用类型的域进行克隆
		} catch (CloneNotSupportedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		return employee;
	}
	@Override
	public String toString() {
		StringBuilder sb = new StringBuilder();
		sb.append("姓名：" + name + ",");
		sb.append("年龄：" + age+ ", ");
		sb.append("地址：" + address);
		return sb.toString();
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		System.out.println("克隆之前:");
		Address address = new Address("中国", "吉林", "长春");
		Employee employee1 = new Employee("明日科技", 12, address);
		System.out.println("员工1信息：" + employee1 );
		
		Employee employee2 = employee1.clone();
		
		employee2.getAddress().setState("中国");
		employee2.getAddress().setProvince("四川");
		employee2.getAddress().setCity("成都");
		
		System.out.println("克隆之后：");
		System.out.println("员工2信息：" + employee2);
		System.out.println("员工1信息：" + employee1);
	}
}

Object类中clone()方法产生的过程是：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，若不使用深克隆，即不对引用类型的域进行克隆，会导致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。

不是所有的类都能实现深度clone的，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，要么就在类的clone()方法中加一句（假设是 SringBuffer对象，而且变量名仍是unCA）： o.unCA = new StringBuffer(unCA.toString()); //原来的是：o.unCA = (UnCloneA)unCA.clone();

四、Clone中String和StringBuffer的区别

下面的例子中包括两个类，CloneC类包含一个String类型变量和一个StringBuffer类型变量，并且实现了clone()方法。在 StrClone类中声明了CloneC类型变量c1，然后调用c1的clone()方法生成c1的拷贝c2，在对c2中的String和 StringBuffer类型变量用相应的方法改动之后打印结果：

package clone;

class CloneC implements Cloneable {
    public String str;
    public StringBuffer strBuff;

    public Object clone() {
        CloneC o = null;
        try {
            o = (CloneC) super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return o;
    }

}

public class StrClone {
    public static void main(String[] a) {
        CloneC c1 = new CloneC();
        c1.str = new String("initializeStr");
        c1.strBuff = new StringBuffer("initializeStrBuff");
        System.out.println("before clone,c1.str = " + c1.str);
        System.out.println("before clone,c1.strBuff = " + c1.strBuff);

        CloneC c2 = (CloneC) c1.clone();
        c2.str = c2.str.substring(0, 5);
        c2.strBuff = c2.strBuff.append(" change strBuff clone");
        System.out.println("=================================");
        System.out.println("after clone,c1.str = " + c1.str);
        System.out.println("after clone,c1.strBuff = " + c1.strBuff);
        System.out.println("=================================");
        System.out.println("after clone,c2.str = " + c2.str);
        System.out.println("after clone,c2.strBuff = " + c2.strBuff);
    }
}


/* RUN RESULT
before clone,c1.str = initializeStr
before clone,c1.strBuff = initializeStrBuff
=================================
after clone,c1.str = initializeStr
after clone,c1.strBuff = initializeStrBuff change strBuff clone
=================================
after clone,c2.str = initi
after clone,c2.strBuff = initializeStrBuff change strBuff clone
*
*/

打印的结果可以看出，String类型的变量好象已经实现了深度clone，因为对c2.str的改动并没有影响到c1.str！难道Java把 Sring类看成了基本数据类型？其实不然，这里有一个小小的把戏，秘密就在于c2.str = c2.str.substring(0,5)这一语句！实质上，在clone的时候c1.str与c2.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，它作用相当于生成了一个新的String类型，然后又赋回给c2.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。