Java clone() 浅克隆与深度克隆

Java clone() 浅克隆与深度克隆

以下文字转自：桔子园 http://www.blogjava.net/orangelizq/archive/2007/10/17/153573.html

 

 

     现在Clone已经不是一个新鲜词语了，伴随着“多莉”的产生这个词语确实很“火”过一阵子，在java中也有这么一个概念，它可以让我们很方便的“制造”出一个对象的副本来，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：

 

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：

a． 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

b． 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。

1.java里的clone分为： 
A:浅复制（浅克隆）: 浅复制仅仅复制所考虑的对象，而不复制它所引用的对象。 
b:深复制（深克隆）：深复制把要复制的对象所引用的对象都复制了一遍。 
Java中对象的克隆,为了获取对象的一份拷贝，我们可以利用Object类的clone()方法。必须要遵循下面三点 
1.在派生类中覆盖基类的clone()方法，并声明为public【Object类中的clone()方法为protected的】。 
2.在派生类的clone()方法中，调用super.clone()。 
3.在派生类中实现Cloneable接口。 

Object类里的clone方法是浅复制（浅克隆） 

浅复制（浅克隆）的例子如下： 

 package com.test;

 //浅复制（浅克隆）: 浅复制仅仅复制所考虑的对象，而不复制它所引用的对象。
 //深复制（深克隆）：深复制把要复制的对象所引用的对象都复制了一遍。
 //
 //Java中对象的克隆,为了获取对象的一份拷贝，我们可以利用Object类的clone()方法。必须要遵循下面三点
 //1.在派生类中覆盖基类的clone()方法，并声明为public【Object类中的clone()方法为protected的】。
 //2.在派生类的clone()方法中，调用super.clone()。
 //3.在派生类中实现Cloneable接口。

 //[color=red]Object类里的clone方法是浅复制（浅克隆）[/color]public class CloneTest {

     public static void main(String[] args) throws Exception{
         //teacher对象将被clone出来的Student对象共享.
         Teacher teacher = new Teacher();
         teacher.setAge(40);
         teacher.setName("Teacher zhang");

         Student student1 = new Student();
         student1.setAge(20);
         student1.setName("zhangsan");
         student1.setTeacher(teacher);

         //复制出来一个对象student2
         Student student2 = (Student)student1.clone();
         System.out.println(student2.getAge());
         System.out.println(student2.getName());


         System.out.println("~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~");
         System.out.println(student1.getTeacher().getAge());
         System.out.println(student1.getTeacher().getName());


         //修改student2的引用对象
         student2.getTeacher().setAge(50);
         student2.getTeacher().setName("Teacher Li");

         System.out.println("~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~");
         System.out.println(student1.getTeacher().getAge());
         System.out.println(student1.getTeacher().getName());
     }
 }

 class Teacher {
     public int age;
     public String name;

     public int getAge() {
         return age;
     }
     public void setAge(int age) {
         this.age = age;
     }
     public String getName() {
         return name;
     }
     public void setName(String name) {
         this.name = name;
     }


 }

 class Student implements Cloneable{

     public int age ;
     public String name;
     public Teacher teacher;
     public int getAge() {
         return age;
     }
     public void setAge(int age) {
         this.age = age;
     }
     public String getName() {
         return name;
     }
     public void setName(String name) {
         this.name = name;
     }
     public Teacher getTeacher() {
         return teacher;
     }
     public void setTeacher(Teacher teacher) {
         this.teacher = teacher;
     }
     @Override
     public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
         return super.clone();
     }


 }
 输出结果为：
 20
 zhangsan
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 40
 Teacher zhang
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 50
 Teacher Li

2.深复制（深Clone）例子： 

 package com.test1;

 //深clone
 public class DeepCloneTest {

     public static void main(String[] args) throws Exception{
         //teacher对象将不被clone出来的Student对象共享.
         Teacher teacher = new Teacher();
         teacher.setAge(40);
         teacher.setName("Teacher zhang");

         Student student1 = new Student();
         student1.setAge(20);
         student1.setName("zhangsan");
         student1.setTeacher(teacher);

         //复制出来一个对象student2
         Student student2 = (Student)student1.clone();
         System.out.println(student2.getAge());
         System.out.println(student2.getName());


         System.out.println("~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~");
         System.out.println(student1.getTeacher().getAge());
         System.out.println(student1.getTeacher().getName());


         //修改student2的引用对象
         student2.getTeacher().setAge(50);
         student2.getTeacher().setName("Teacher Li");

         System.out.println("~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~");
         System.out.println(student1.getTeacher().getAge());
         System.out.println(student1.getTeacher().getName());
     }
 }

 class Teacher implements Cloneable{
     public int age;
     public String name;

     public int getAge() {
         return age;
     }
     public void setAge(int age) {
         this.age = age;
     }
     public String getName() {
         return name;
     }
     public void setName(String name) {
         this.name = name;
     }
     @Override
     public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
         return super.clone();
     }

 }

 class Student implements Cloneable{

     public int age ;
     public String name;
     public Teacher teacher;
     public int getAge() {
         return age;
     }
     public void setAge(int age) {
         this.age = age;
     }
     public String getName() {
         return name;
     }
     public void setName(String name) {
         this.name = name;
     }
     public Teacher getTeacher() {
         return teacher;
     }
     public void setTeacher(Teacher teacher) {
         this.teacher = teacher;
     }
     @Override
     public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
         Student student = (Student)super.clone();
         //将引用的对象teacher也clone下
         student.setTeacher((Teacher)(student.getTeacher().clone()));
         return student;
     }


 }
 输出结果为：
 20
 zhangsan
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 40
 Teacher zhang
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 40
 Teacher zhang

3.利用序列化来做深复制,把对象写到流里的过程是序列化（Serilization）过程，而把对象从流中读出来的过程则叫做反序列化（Deserialization）过程。应当指出的是， 写在流里的是对象的一个拷贝，而原对象仍然存在于JVM里面。 ，利用这个特性，可以做深拷贝 

 package com.test3;

 import java.io.ByteArrayInputStream;
 import java.io.ByteArrayOutputStream;
 import java.io.ObjectInputStream;
 import java.io.ObjectOutputStream;
 import java.io.Serializable;
 //利用序列化来做深复制
 //深clone
 public class DeepCloneTest {

     public static void main(String[] args) throws Exception{
         //teacher对象将不被clone出来的Student对象共享.
         Teacher teacher = new Teacher();
         teacher.setAge(40);
         teacher.setName("Teacher zhang");

         Student student1 = new Student();
         student1.setAge(20);
         student1.setName("zhangsan");
         student1.setTeacher(teacher);

         //复制出来一个对象student2
         Student student2 = (Student)student1.deepCopy();
         System.out.println(student2.getAge());
         System.out.println(student2.getName());


         System.out.println("~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~");
         System.out.println(student1.getTeacher().getAge());
         System.out.println(student1.getTeacher().getName());


         //修改student2的引用对象
         student2.getTeacher().setAge(50);
         student2.getTeacher().setName("Teacher Li");

         System.out.println("~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~");
         System.out.println(student1.getTeacher().getAge());
         System.out.println(student1.getTeacher().getName());
     }
 }

 class Teacher implements Serializable{

     private static final long serialVersionUID = -8834559347461591191L;

     public int age;
     public String name;

     public int getAge() {
         return age;
     }
     public void setAge(int age) {
         this.age = age;
     }
     public String getName() {
         return name;
     }
     public void setName(String name) {
         this.name = name;
     }

 }

 class Student implements Serializable{

     //serialVersionUID 如果你的对象序列化后存到硬盘上面后，可是后来你却更改了类的field(增加或减少或改名)，当你反序列化时，就会出现Exception的，这样就会造成不兼容性的问题。
     //但当serialVersionUID相同时，它就会将不一样的field以type的缺省值赋值(如int型的是0,String型的是null等)，这个可以避开不兼容性的问题。所以最好给serialVersionUID赋值
     private static final long serialVersionUID = 7991552226614088458L;

     public int age ;
     public String name;
     public Teacher teacher;
     public int getAge() {
         return age;
     }
     public void setAge(int age) {
         this.age = age;
     }
     public String getName() {
         return name;
     }
     public void setName(String name) {
         this.name = name;
     }
     public Teacher getTeacher() {
         return teacher;
     }
     public void setTeacher(Teacher teacher) {
         this.teacher = teacher;
     }

     public Object deepCopy() throws Exception{
         //将该对象序列化成流,因为写在流里的是对象的一个拷贝，而原对象仍然存在于JVM里面。所以利用这个特性可以实现对象的深拷贝
         ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();

         ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);

         oos.writeObject(this);

         //将流序列化成对象
         ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());

         ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);

         return ois.readObject();
     }


 }
 输出结果为：
 20
 zhangsan
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 40
 Teacher zhang
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 40
 Teacher zhang