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详解Java中的clone方法(一)

2014-11-24 03:11:08 · 作者: · 浏览: 3
标签: 详解 Java clone 方法

Java中对象的创建


clone顾名思义就是复制， 在Java语言中， clone方法被对象调用，所以会复制对象。所谓的复制对象，首先要分配一个和源对象同样大小的空间，在这个空间中创建一个新的对象。那么在java语言中，有几种方式可以创建对象呢？
1 使用new操作符创建一个对象 2 使用clone方法复制一个对象
那么这两种方式有什么相同和不同呢？ new操作符的本意是分配内存。程序执行到new操作符时， 首先去看new操作符后面的类型，因为知道了类型，才能知道要分配多大的内存空间。分配完内存之后，再调用构造函数，填充对象的各个域，这一步叫做对象的初始化，构造方法返回后，一个对象创建完毕，可以把他的引用（地址）发布到外部，在外部就可以使用这个引用操纵这个对象。而clone在第一步是和new相似的， 都是分配内存，调用clone方法时，分配的内存和源对象（即调用clone方法的对象）相同，然后再使用原对象中对应的各个域，填充新对象的域， 填充完成之后，clone方法返回，一个新的相同的对象被创建，同样可以把这个新对象的引用发布到外部。


复制对象 or 复制引用


在Java中，以下类似的代码非常常见： 
		
		Person p = new Person(23, "zhang");
		Person p1 = p;
		
		System.out.println(p);
		System.out.println(p1);

当Person p1 = p;执行之后， 是创建了一个新的对象吗？ 首先看打印结果： com.pansoft.zhangjg.testclone.Person@2f9ee1ac
com.pansoft.zhangjg.testclone.Person@2f9ee1ac

可已看出，打印的地址值是相同的，既然地址都是相同的，那么肯定是同一个对象。p和p1只是引用而已，他们都指向了一个相同的对象Person(23, "zhang") 。 可以把这种现象叫做引用的复制。 （关于引用和对象的区分，可以参考我之前的文章Java中的String为什么是不可变的？ -- String 源码分析 ， 其中有一节讲到了引用和对象的区分）。上面代码执行完成之后， 内存中的情景如下图所示： \
而下面的代码是真真正正的克隆了一个对象。 
		Person p = new Person(23, "zhang");
		Person p1 = (Person) p.clone();
		
		System.out.println(p);
		System.out.println(p1);

从打印结果可以看出，两个对象的地址是不同的，也就是说创建了新的对象， 而不是把原对象的地址赋给了一个新的引用变量： com.pansoft.zhangjg.testclone.Person@2f9ee1ac
com.pansoft.zhangjg.testclone.Person@67f1fba0

以上代码执行完成后， 内存中的情景如下图所示： \



深拷贝 or 浅拷贝


上面的示例代码中，Person中有两个成员变量，分别是name和age， name是String类型， age是int类型。代码非常简单，如下所示： 
public class Person implements Cloneable{
	
	private int age ;
	private String name;
	
	public Person(int age, String name) {
		this.age = age;
		this.name = name;
	}
	
	public Person() {}

	public int getAge() {
		return age;
	}

	public String getName() {
		return name;
	}
	
	@Override
	protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
		return (Person)super.clone();
	}
}


由于age是基本数据类型， 那么对它的拷贝没有什么疑议，直接将一个4字节的整数值拷贝过来就行。但是name是String类型的， 它只是一个引用， 指向一个真正的String对象，那么对它的拷贝有两种方式： 直接将源对象中的name的引用值拷贝给新对象的name字段， 或者是根据原Person对象中的name指向的字符串对象创建一个新的相同的字符串对象，将这个新字符串对象的引用赋给新拷贝的Person对象的name字段。这两种拷贝方式分别叫做浅拷贝和深拷贝。深拷贝和浅拷贝的原理如下图所示： \

下面通过代码进行验证。如果两个Person对象的name的地址值相同， 说明两个对象的name都指向同一个String对象， 也就是浅拷贝， 而如果两个对象的name的地址值不同， 那么就说明指向不同的String对象， 也就是在拷贝Person对象的时候， 同时拷贝了name引用的String对象， 也就是深拷贝。验证代码如下： 
		Person p = new Person(23, "zhang");
		Person p1 = (Person) p.clone();
		
		System.out.println("p.getName().hashCode() : " + p.getName().hashCode());
		System.out.println("p1.getName().hashCode() : " + p1.getName().hashCode());
		
		String result = p.getName().hashCode() == p1.getName().hashCode() 
				  "clone是浅拷贝的" : "clone是深拷贝的";
		
		System.out.println(result);

打印结果为： p.getName().hashCode() : 115864556
p1.getName().hashCode() : 115864556
clone是浅拷贝的

所以，clone方法执行的是浅拷贝， 在编写程序时要注意这个细节。

覆盖Object中的clone方法， 实现深拷贝


现在为了要在clone对象时进行深拷贝， 那么就要Clonable接口，覆盖并实现clone方法，除了调用父类中的clone方法得到新的对象， 还要将该类中的引用变量也clone出来。如果只是用Object中默认的clone方法，是浅拷贝的，再次以下面的代码验证： 
	static class Body implements Cloneable{
		public Head head;
		
		public Body() {}

		public Body(Head head) {this.head = head;}

		@Override
		protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
			return super.clone();
		}
		
	}
	static class Head /*implements Cloneable*/{
		public  Face face;
		
		public