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畅聊 Java 的克隆

发布时间:2021-11-18 16:17:04 所属栏目:教程 来源:互联网
导读:为什么要克隆对象 做开发很少用到克隆的。我能想得到的是用于调用方法时作为参数传递,为了保证方法调用前后对象的内部结构不被破坏,可以克隆一个对象作为参数传递。 使类具有克隆能力 有人可能注意到 Object 类中有一个 native 方法clone protected native

为什么要克隆对象
做开发很少用到克隆的。我能想得到的是用于调用方法时作为参数传递,为了保证方法调用前后对象的内部结构不被破坏,可以克隆一个对象作为参数传递。
 
使类具有克隆能力
有人可能注意到 Object 类中有一个 native 方法clone
 
protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;
访问修饰符是 protected,缺省的情况下Object 及其子类对象无法在别的类中访问 clone(),等同于所有类缺省没有克隆能力。
 
要具备克隆能力,必须实现 Cloneable 接口:
 
public interface Cloneable {}
奇怪的是,这个接口是空的。然而不用想那么多,这只是个标记而已,同为标记接口的还有 Java.io.Serializable 等。
 
Cloneable 存在有两个理由:
 
出于安全考虑,不想让所有的类都具有克隆能力,要求若想克隆必须实现此接口;
某个引用向上转型为基类后,你就不知道它是否能克隆,此时可以使用 instanceof 关键字检查该引用是否指向一个可克隆的对象。
要具备克隆能力,必须重写父类的 clone() 方法,同时将访问修饰符改为 public,必须使用 super.clone() 进行(浅)克隆。
 
super.clone() 做了什么
Object 中的 clone() 识别你要复制的是哪一个对象,然后为此对象分配空间,并进行对象的复制,将原始对象的内容一一复制到新对象的存储空间中。
 
需要注意的是这里的复制是浅层复制(浅层克隆 shadow clone),下面举一个浅层复制的例子:
 
public class Student implements Cloneable{
    private String name;
    private int age;
    private Teacher teacher;
    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 Teacher getTeacher() {
        return teacher;
    }
    public void setTeacher(Teacher teacher) {
        this.teacher = teacher;
    }
    @Override
    public String toString() {
        String str = "姓名:" + getName() + ",年龄:" + getAge() + ",老师:" + ((getTeacher()==null)?"未知":getTeacher().getName());
        return str;
    }
    
    public Object clone(){
        try {
            return super.clone();
        } catch (Exception e) {
            return null;
        }
    }
}
复制代码
复制代码
public class Teacher {
    private String name;
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}
 
 
public class CloneTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        Student s1 = new Student();
        s1.setAge(10);
        s1.setName("Li");
        
        Teacher teacher = new Teacher();
        teacher.setName("Wu");
        
        s1.setTeacher(teacher);
        System.out.println(s1.toString());
        
        Student s2 = (Student) s1.clone();
        System.out.println(s2.toString());
        s1.setAge(20);
        s1.setName("Hu");
        teacher.setName("Yang");
        System.out.println(s2.toString());
    }
}
输出为:
 
姓名:Li,年龄:10,老师:Wu
姓名:Li,年龄:10,老师:Wu
姓名:Li,年龄:10,老师:Yang
s1.setAge(20) 和 s1.setName("Hu") 都没有影响到克隆对象 s2。为什么? 这里说说我的理解
 
基本数据类型或装箱基本数据类型在方法中作为参数传递的时候,都是传递的值得拷贝,所以单从它来讲已经做到了深层克隆。
 
String 类型你可以理解为是不可变的,一旦你做了改变(比如使用连接符做拼接),它也就变成另外一个对象了,不会影响到原对象,所以单从它来讲也做到了深层克隆。
 
teacher.setName("Yang") 影响到了克隆对象 s2,所以整个学生对象的克隆是浅层克隆。想要实现深层克隆,做以下修改
 
public class Teacher implements Cloneable{
    private String name;
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    
    public Object clone(){
        try {
            return super.clone();
        } catch (Exception e) {
            return null;
        }
    }
}
 
 
public class Student implements Cloneable{
    private String name;
    private int age;
    private Teacher teacher;
    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 Teacher getTeacher() {
        return teacher;
    }
    public void setTeacher(Teacher teacher) {
        this.teacher = teacher;
    }
    @Override
    public String toString() {
        String str = "姓名:" + getName() + ",年龄:" + getAge() + ",老师:" + ((getTeacher()==null)?"未知":getTeacher().getName());
        return str;
    }
    
    public Object clone(){
        try {
            Student stu = (Student) super.clone();
            stu.setTeacher((Teacher)stu.getTeacher().clone());
            return stu;
        } catch (Exception e) {
            return null;
        }
    }
}
输出为:
 
姓名:Li,年龄:10,老师:Wu
姓名:Li,年龄:10,老师:Wu
姓名:Li,年龄:10,老师:Wu
通过序列化进行深层拷贝
按照上面的深层克隆方法,如果类的结构不同,clone() 代码逻辑就不同,而且还可能涉及到大量的遍历和判断等复杂的操作。
 
嫌麻烦? 试试用序列化做深层拷贝吧。将对象进行序列化后再进行反序列化,其效果相当于克隆对象。
 
下面改改代码来证明这句话:
 
public class Student implements Serializable{
    private String name;
    private int age;
    private Teacher teacher;
    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 Teacher getTeacher() {
        return teacher;
    }
    public void setTeacher(Teacher teacher) {
        this.teacher = teacher;
    }
    @Override
    public String toString() {
        String str = "姓名:" + getName() + ",年龄:" + getAge() + ",老师:" + ((getTeacher()==null)?"未知":getTeacher().getName());
        return str;
    }
}
 
 
public class Teacher implements Serializable{
    private String name;
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}
 
 
public class CloneTest1 {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        Student s1 = new Student();
        s1.setAge(10);
        s1.setName("Li");
        
        Teacher teacher = new Teacher();
        teacher.setName("Wu");
        
        s1.setTeacher(teacher);
        System.out.println(s1.toString());
        
        ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
        ObjectOutputStream objOutputStream = new ObjectOutputStream(byteArrayOutputStream);
        objOutputStream.writeObject(s1);
        
        ByteArrayInputStream byteArrayInputStream = new ByteArrayInputStream(byteArrayOutputStream.toByteArray());
        ObjectInputStream objInputStream = new ObjectInputStream(byteArrayInputStream);
        Student s2 = (Student) objInputStream.readObject();
        System.out.println(s2.toString());
 
        s1.setAge(20);
        s1.setName("Hu");
        teacher.setName("Yang");
        System.out.println(s2.toString());
    }
}
输出:
 
姓名:Li,年龄:10,老师:Wu
姓名:Li,年龄:10,老师:Wu
姓名:Li,年龄:10,老师:Wu
几行序列化和反序列化代码,简单粗暴,适合绝大多数情况,再也不用为复杂的克隆逻辑而担忧了。

(编辑:济南站长网)

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