java clone（）方法使用解析以及深/浅拷贝

原创 于 2014-09-29 12:51:31 发布 · 473 阅读 · 0 ·
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本文详细解析了Java中对象复制的过程，重点介绍了clone()方法的使用及其区别于基本数据类型传递的方式。通过实例展示了引用传递与浅拷贝、深拷贝的概念，并提供了实现深度克隆的方法。

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Java语言的一个优点就是取消了指针的概念，但也导致了许多程序员在编程中常常忽略了对象与引用的区别，特别是先学c、c++后学java的程序员。并且由于Java不能通过简单的赋值来解决对象复制的问题，在开发过程中，也常常要要应用clone（）方法来复制对象。比如函数参数类型是自定义的类时，此时便是引用传递而不是值传递。以下是一个小例子：
Java代码  收藏代码
  1. public class A {  
  2.     public String name;  
  3. }  

 

Java代码  收藏代码
  1. public class testClone {  
  2.       
  3.     public void changeA(A a){  
  4.         a.name="b";  
  5.     }  
  6.     public void changInt(int i){  
  7.         i=i*2+100;  
  8.     }  
  9.       
  10.     /** 
  11.      * @param args 
  12.      */  
  13.     public static void main(String[] args) {  
  14.         // TODO Auto-generated method stub  
  15.         testClone test=new testClone();  
  16.         A a=new A();  
  17.         a.name="a";  
  18.         System.out.println("before change : a.name="+a.name);  
  19.         test.changeA(a);  
  20.         System.out.println("after  change : a.name="+a.name);  
  21.         int i=1;  
  22.         System.out.println("before change : i="+i);  
  23.         test.changInt(i);  
  24.         System.out.println("after  change : i="+i);  
  25.     }  
  26.   
  27. }  



此时输出的结果是：

Java代码  收藏代码
  1. before change : a.name=a  
  2. after  change : a.name=b  
  3. before change : i=1  
  4. after  change : i=1  



从这个例子知道Java对对象和基本的数据类型的处理是不一样的。在Java中用对象的作为入口参数的传递则缺省为"引用传递"，也就是说仅仅传递了对象的一个"引用"，这个"引用"的概念同C语言中的指针引用是一样的。当函数体内部对输入变量改变时，实质上就是在对这个对象的直接操作。 
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"，如：

Java代码  收藏代码
  1. A a1=new A();  
  2. A a2=new A();  
  3. a1.name="a1";  
  4. a2=a1;  
  5. a2.name="a2";  
  6. System.out.println("a1.name="+a1.name);  
  7. System.out.println("a2.name="+a2.name);  



此时输出的结果是：

Java代码  收藏代码
  1. a1.name=a2  
  2. a2.name=a2  



如果我们要用a2保存a1对象的数据，但又不希望a2对象数据被改变时不影响到a1。实现clone（）方法是其一种最简单，也是最高效的手段。 
下面我们来实现A的clone方法

Java代码  收藏代码
  1. public class A implements Cloneable {  
  2.     public String name;  
  3.   
  4.     public Object clone() {  
  5.         A o = null;  
  6.         try {  
  7.             o = (A) super.clone();  
  8.         } catch (CloneNotSupportedException e) {  
  9.             e.printStackTrace();  
  10.         }  
  11.         return o;  
  12.     }  
  13.   
  14. }  


（浅拷贝，生成新对象，只拷贝8种基本类型+String类型的值，引用对象类型的只复制引用地址，对其修改会影响引用对象本身）首先要实现Cloneable接口，然后在重载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。

Java代码  收藏代码
  1. A a1=new A();  
  2. A a2=new A();  
  3. a1.name="a1";  
  4. a2=a1;  
  5. a2.name="a2";  
  6. System.out.println("a1.name="+a1.name);  
  7. System.out.println("a2.name="+a2.name);  



此时输出的结果是：

Java代码  收藏代码
  1. a1.name=a1  
  2. a2.name=a2  



当Class A成员变量类型是java的基本类型时（外加String类型）,只要实现如上简单的clone（称影子clone）就可以。但是如果Class A成员变量是数组或复杂类型时，就必须实现深度clone。（深拷贝，对引用对象类型的值也进行拷贝，调用每个引用对象本身的clone方法，一般实现一层深度拷贝，如果存在多层拷贝，则需要每层都要写拷贝函数，因此要避免拷贝循环问题。）

1.	class WorkExperience implements Cloneable{
2.	    public WorkExperience(){	}
3.	    public WorkExperience clone() throws CloneNotSupportedException{
4.	          return (WorkExperience)super.clone();
5.	    }
6.	}
7.	class DeepResume implements Cloneable {  
8.	    private String name;  
9.	    private WorkExperience work;  
10.	    public Resume(String name) {  
11.	        this.name = name;  
12.	    }  
13.	    @Override  
14.	    public DeepResume clone() throws CloneNotSupportedException {  
15.	         Resume obj = (DeepResume) super.clone();  
16.	         obj.work = (WorkExperience) work.clone();  
17.	         return obj;  
18.	    }    
19.	}

Java代码  收藏代码
  1. public class A implements Cloneable {  
  2.     public String name[];  
  3.       
  4.     public A(){  
  5.         name=new String[2];  
  6.     }  
  7.   
  8.     public Object clone() {  
  9.         A o = null;  
  10.         try {  
  11.             o = (A) super.clone();  
  12.         } catch (CloneNotSupportedException e) {  
  13.             e.printStackTrace();  
  14.         }  
  15.         return o;  
  16.     }  
  17. }  


测试代码

Java代码  收藏代码
  1. A a1=new A();  
  2. A a2=new A();  
  3. a1.name[0]="a";  
  4. a1.name[1]="1";  
  5. a2=(A)a1.clone();  
  6. a2.name[0]="b";  
  7. a2.name[1]="1";  
  8. System.out.println("a1.name="+a1.name);  
  9. System.out.println("a1.name="+a1.name[0]+a1.name[1]);  
  10. System.out.println("a2.name="+a2.name);  
  11. System.out.println("a2.name="+a2.name[0]+a2.name[1]);  


输出结果：

Java代码  收藏代码
  1. a1.name=[Ljava.lang.String;@757aef  
  2. a1.name=b1  
  3. a2.name=[Ljava.lang.String;@757aef  
  4. a2.name=b1  


看到了吧，a1.name,a2.name的hash值都是@757aef,也就是说影子clone对name数组只是clone他们的地址！解决该办法是进行深度clone。

Java代码  收藏代码
  1. public Object clone() {  
  2.         A o = null;  
  3.         try {  
  4.             o = (A) super.clone();  
  5.             o.name=(String[])name.clone();//其实也很简单^_^  
  6.         } catch (CloneNotSupportedException e) {  
  7.             e.printStackTrace();  
  8.         }  
  9.         return o;  
  10.     }  


此时输出结果是：

Java代码  收藏代码
  1. a1.name=[Ljava.lang.String;@757aef  
  2. a1.name=a1  
  3. a2.name=[Ljava.lang.String;@d9f9c3  
  4. a2.name=b1  


需要注意的是Class A存在更为复杂的成员变量时，如Vector等存储对象地址的容器时，就必须clone彻底。

Java代码  收藏代码
  1. public class A implements Cloneable {  
  2.     public String name[];  
  3.     public Vector<B> claB;  
  4.       
  5.     public A(){  
  6.         name=new String[2];  
  7.         claB=new Vector<B>();  
  8.     }  
  9.   
  10.     public Object clone() {  
  11.         A o = null;  
  12.         try {  
  13.             o = (A) super.clone();  
  14.             o.name==(String[])name.clone();//深度clone  
  15.             o.claB=new Vector<B>();//将clone进行到底  
  16.             for(int i=0;i<claB.size();i++){  
  17.                 B temp=(B)claB.get(i).clone();//当然Class B也要实现相应clone方法  
  18.                 o.claB.add(temp);  
  19.             }  
  20.         } catch (CloneNotSupportedException e) {  
  21.             e.printStackTrace();  
  22.         }  
  23.                 return o;  
  24.     }  
  25. }  
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