Java編程實(shí)現(xiàn)對(duì)象克?。◤?fù)制）代碼詳解
克隆，想必大家都有耳聞，世界上第一只克隆羊多莉就是利用細(xì)胞核移植技術(shù)將哺乳動(dòng)物的成年體細(xì)胞培育出新個(gè)體，甚為神奇。其實(shí)在Java中也存在克隆的概念，即實(shí)現(xiàn)對(duì)象的復(fù)制。
本文將嘗試介紹一些關(guān)于Java中的克隆和一些深入的問(wèn)題，希望可以幫助大家更好地了解克隆。
假如說(shuō)你想復(fù)制一個(gè)簡(jiǎn)單變量。很簡(jiǎn)單：
int apples = 5; int pears = apples;
不僅僅是int類(lèi)型，其它七種原始數(shù)據(jù)類(lèi)型(boolean,char,byte,short,float,double.long)同樣適用于該類(lèi)情況。
但是如果你復(fù)制的是一個(gè)對(duì)象，情況就有些復(fù)雜了。
假設(shè)說(shuō)我是一個(gè)beginner，我會(huì)這樣寫(xiě)：
class Student {
private int number;
public int getNumber() {
return number;
}
public void setNumber(int number) {
this.number = number;
}
}
public class Test {
public static void main(String args[]) {
Student stu1 = new Student();
stu1.setNumber(12345);
Student stu2 = stu1;
System.out.println("學(xué)生1:" + stu1.getNumber());
System.out.println("學(xué)生2:" + stu2.getNumber());
}
}
結(jié)果：
學(xué)生1:12345
學(xué)生2:12345
這里我們自定義了一個(gè)學(xué)生類(lèi)，該類(lèi)只有一個(gè)number字段。
我們新建了一個(gè)學(xué)生實(shí)例，然后將該值賦值給stu2實(shí)例。(Student stu2 = stu1;)
再看看打印結(jié)果，作為一個(gè)新手，拍了拍胸腹，對(duì)象復(fù)制不過(guò)如此，
難道真的是這樣嗎？
我們?cè)囍淖僺tu2實(shí)例的number字段，再打印結(jié)果看看：
stu2.setNumber(54321);
System.out.println("學(xué)生1:" + stu1.getNumber());
System.out.println("學(xué)生2:" + stu2.getNumber());
結(jié)果：
學(xué)生1:54321
學(xué)生2:54321
這就怪了，為什么改變學(xué)生2的學(xué)號(hào)，學(xué)生1的學(xué)號(hào)也發(fā)生了變化呢？
原因出在(stu2 = stu1) 這一句。該語(yǔ)句的作用是將stu1的引用賦值給stu2，
這樣，stu1和stu2指向內(nèi)存堆中同一個(gè)對(duì)象。如圖：
那么，怎樣才能達(dá)到復(fù)制一個(gè)對(duì)象呢？
是否記得萬(wàn)類(lèi)之王Object。它有11個(gè)方法，有兩個(gè)protected的方法，其中一個(gè)為clone方法。
在Java中所有的類(lèi)都是缺省的繼承自Java語(yǔ)言包中的Object類(lèi)的，查看它的源碼，你可以把你的JDK目錄下的src.zip復(fù)制到其他地方然后解壓，里面就是所有的源碼。發(fā)現(xiàn)里面有一個(gè)訪(fǎng)問(wèn)限定符為protected的方法clone()：
/* Creates and returns a copy of this object. The precise meaning of "copy" may depend on the class of the object. The general intent is that, for any object x, the expression: 1) x.clone() != x will be true 2) x.clone().getClass() == x.getClass() will be true, but these are not absolute requirements. 3) x.clone().equals(x) will be true, this is not an absolute requirement. */ protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;
仔細(xì)一看，它還是一個(gè)native方法，大家都知道native方法是非Java語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的代碼，供Java程序調(diào)用的，因?yàn)镴ava程序是運(yùn)行在JVM虛擬機(jī)上面的，要想訪(fǎng)問(wèn)到比較底層的與操作系統(tǒng)相關(guān)的就沒(méi)辦法了，只能由靠近操作系統(tǒng)的語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)。
第一次聲明保證克隆對(duì)象將有單獨(dú)的內(nèi)存地址分配。
第二次聲明表明，原始和克隆的對(duì)象應(yīng)該具有相同的類(lèi)類(lèi)型，但它不是強(qiáng)制性的。
第三聲明表明，原始和克隆的對(duì)象應(yīng)該是平等的equals()方法使用，但它不是強(qiáng)制性的。
因?yàn)槊總€(gè)類(lèi)直接或間接的父類(lèi)都是Object，因此它們都含有clone()方法，但是因?yàn)樵摲椒ㄊ莗rotected，所以都不能在類(lèi)外進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)。
要想對(duì)一個(gè)對(duì)象進(jìn)行復(fù)制，就需要對(duì)clone方法覆蓋。
為什么要克??？
大家先思考一個(gè)問(wèn)題，為什么需要克隆對(duì)象？直接new一個(gè)對(duì)象不行嗎？
答案是：克隆的對(duì)象可能包含一些已經(jīng)修改過(guò)的屬性，而new出來(lái)的對(duì)象的屬性都還是初始化時(shí)候的值，所以當(dāng)需要一個(gè)新的對(duì)象來(lái)保存當(dāng)前對(duì)象的“狀態(tài)”就靠clone方法了。那么我把這個(gè)對(duì)象的臨時(shí)屬性一個(gè)一個(gè)的賦值給我新new的對(duì)象不也行嘛？可以是可以，但是一來(lái)麻煩不說(shuō)，二來(lái)，大家通過(guò)上面的源碼都發(fā)現(xiàn)了clone是一個(gè)native方法，就是快啊，在底層實(shí)現(xiàn)的。
提個(gè)醒，我們常見(jiàn)的Object a=new Object();Object b;b=a;這種形式的代碼復(fù)制的是引用，即對(duì)象在內(nèi)存中的地址，a和b對(duì)象仍然指向了同一個(gè)對(duì)象。
而通過(guò)clone方法賦值的對(duì)象跟原來(lái)的對(duì)象時(shí)同時(shí)獨(dú)立存在的。
如何實(shí)現(xiàn)克隆
先介紹一下兩種不同的克隆方法，淺克隆(ShallowClone)和深克隆(DeepClone)。
在Java語(yǔ)言中，數(shù)據(jù)類(lèi)型分為值類(lèi)型（基本數(shù)據(jù)類(lèi)型）和引用類(lèi)型，值類(lèi)型包括int、double、byte、boolean、char等簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)類(lèi)型，引用類(lèi)型包括類(lèi)、接口、數(shù)組等復(fù)雜類(lèi)型。淺克隆和深克隆的主要區(qū)別在于是否支持引用類(lèi)型的成員變量的復(fù)制，下面將對(duì)兩者進(jìn)行詳細(xì)介紹。
一般步驟是（淺克?。?/strong>
1. 被復(fù)制的類(lèi)需要實(shí)現(xiàn)Clonenable接口（不實(shí)現(xiàn)的話(huà)在調(diào)用clone方法會(huì)拋出CloneNotSupportedException異常)， 該接口為標(biāo)記接口(不含任何方法)
2. 覆蓋clone()方法，訪(fǎng)問(wèn)修飾符設(shè)為public。方法中調(diào)用super.clone()方法得到需要的復(fù)制對(duì)象。（native為本地方法)
下面對(duì)上面那個(gè)方法進(jìn)行改造：
class Student implements Cloneable{
private int number;
public int getNumber() {
return number;
}
public void setNumber(int number) {
this.number = number;
}
@Override
public Object clone() {
Student stu = null;
try{
stu = (Student)super.clone();
}
catch(CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
return stu;
}
}
public class Test {
public static void main(String args[]) {
Student stu1 = new Student();
stu1.setNumber(12345);
Student stu2 = (Student)stu1.clone();
System.out.println("學(xué)生1:" + stu1.getNumber());
System.out.println("學(xué)生2:" + stu2.getNumber());
stu2.setNumber(54321);
System.out.println("學(xué)生1:" + stu1.getNumber());
System.out.println("學(xué)生2:" + stu2.getNumber());
}
}
結(jié)果：
學(xué)生1:12345
學(xué)生2:12345
學(xué)生1:12345
學(xué)生2:54321
如果你還不相信這兩個(gè)對(duì)象不是同一個(gè)對(duì)象，那么你可以看看這一句：
System.out.println(stu1 == stu2); // false
上面的復(fù)制被稱(chēng)為淺克隆。
還有一種稍微復(fù)雜的深度復(fù)制：
我們?cè)趯W(xué)生類(lèi)里再加一個(gè)Address類(lèi)。
class Address {
private String add;
public String getAdd() {
return add;
}
public void setAdd(String add) {
this.add = add;
}
}
class Student implements Cloneable{
private int number;
private Address addr;
public Address getAddr() {
return addr;
}
public void setAddr(Address addr) {
this.addr = addr;
}
public int getNumber() {
return number;
}
public void setNumber(int number) {
this.number = number;
}
@Override
public Object clone() {
Student stu = null;
try{
stu = (Student)super.clone();
}
catch(CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
return stu;
}
}
public class Test {
public static void main(String args[]) {
Address addr = new Address();
addr.setAdd("杭州市");
Student stu1 = new Student();
stu1.setNumber(123);
stu1.setAddr(addr);
Student stu2 = (Student)stu1.clone();
System.out.println("學(xué)生1:" + stu1.getNumber() + ",地址:" + stu1.getAddr().getAdd());
System.out.println("學(xué)生2:" + stu2.getNumber() + ",地址:" + stu2.getAddr().getAdd());
}
}
結(jié)果：
學(xué)生1:123,地址:杭州市
學(xué)生2:123,地址:杭州市
乍一看沒(méi)什么問(wèn)題，真的是這樣嗎？
我們?cè)趍ain方法中試著改變addr實(shí)例的地址。
addr.setAdd("西湖區(qū)");
System.out.println("學(xué)生1:" + stu1.getNumber() + ",地址:" + stu1.getAddr().getAdd());
System.out.println("學(xué)生2:" + stu2.getNumber() + ",地址:" + stu2.getAddr().getAdd());
結(jié)果：
學(xué)生1:123,地址:杭州市 學(xué)生2:123,地址:杭州市 學(xué)生1:123,地址:西湖區(qū) 學(xué)生2:123,地址:西湖區(qū)
這就奇怪了，怎么兩個(gè)學(xué)生的地址都改變了？
原因是淺復(fù)制只是復(fù)制了addr變量的引用，并沒(méi)有真正的開(kāi)辟另一塊空間，將值復(fù)制后再將引用返回給新對(duì)象。
所以，為了達(dá)到真正的復(fù)制對(duì)象，而不是純粹引用復(fù)制。我們需要將Address類(lèi)可復(fù)制化，并且修改clone方法，完整代碼如下：
package abc;
class Address implements Cloneable {
private String add;
public String getAdd() {
return add;
}
public void setAdd(String add) {
this.add = add;
}
@Override
public Object clone() {
Address addr = null;
try{
addr = (Address)super.clone();
}catch(CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
return addr;
}
}
class Student implements Cloneable{
private int number;
private Address addr;
public Address getAddr() {
return addr;
}
public void setAddr(Address addr) {
this.addr = addr;
}
public int getNumber() {
return number;
}
public void setNumber(int number) {
this.number = number;
}
@Override
public Object clone() {
Student stu = null;
try{
stu = (Student)super.clone(); //淺復(fù)制
}catch(CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
stu.addr = (Address)addr.clone(); //深度復(fù)制
return stu;
}
}
public class Test {
public static void main(String args[]) {
Address addr = new Address();
addr.setAdd("杭州市");
Student stu1 = new Student();
stu1.setNumber(123);
stu1.setAddr(addr);
Student stu2 = (Student)stu1.clone();
System.out.println("學(xué)生1:" + stu1.getNumber() + ",地址:" + stu1.getAddr().getAdd());
System.out.println("學(xué)生2:" + stu2.getNumber() + ",地址:" + stu2.getAddr().getAdd());
addr.setAdd("西湖區(qū)");
System.out.println("學(xué)生1:" + stu1.getNumber() + ",地址:" + stu1.getAddr().getAdd());
System.out.println("學(xué)生2:" + stu2.getNumber() + ",地址:" + stu2.getAddr().getAdd());
}
}
結(jié)果：
學(xué)生1:123,地址:杭州市
學(xué)生2:123,地址:杭州市
學(xué)生1:123,地址:西湖區(qū)
學(xué)生2:123,地址:杭州市
這樣結(jié)果就符合我們的想法了。
最后我們可以看看API里其中一個(gè)實(shí)現(xiàn)了clone方法的類(lèi)：
java.util.Date:
/**
* Return a copy of this object.
*/
public Object clone() {
Date d = null;
try {
d = (Date)super.clone();
if (cdate != null) {
d.cdate = (BaseCalendar.Date) cdate.clone();
}
} catch (CloneNotSupportedException e) {} // Won't happen
return d;
}
該類(lèi)其實(shí)也屬于深度復(fù)制。
淺克隆和深克隆
1、淺克隆
在淺克隆中，如果原型對(duì)象的成員變量是值類(lèi)型，將復(fù)制一份給克隆對(duì)象；如果原型對(duì)象的成員變量是引用類(lèi)型，則將引用對(duì)象的地址復(fù)制一份給克隆對(duì)象，也就是說(shuō)原型對(duì)象和克隆對(duì)象的成員變量指向相同的內(nèi)存地址。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，在淺克隆中，當(dāng)對(duì)象被復(fù)制時(shí)只復(fù)制它本身和其中包含的值類(lèi)型的成員變量，而引用類(lèi)型的成員對(duì)象并沒(méi)有復(fù)制。
在Java語(yǔ)言中，通過(guò)覆蓋Object類(lèi)的clone()方法可以實(shí)現(xiàn)淺克隆。
2、深克隆
在深克隆中，無(wú)論原型對(duì)象的成員變量是值類(lèi)型還是引用類(lèi)型，都將復(fù)制一份給克隆對(duì)象，深克隆將原型對(duì)象的所有引用對(duì)象也復(fù)制一份給克隆對(duì)象。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，在深克隆中，除了對(duì)象本身被復(fù)制外，對(duì)象所包含的所有成員變量也將復(fù)制。
在Java語(yǔ)言中，如果需要實(shí)現(xiàn)深克隆，可以通過(guò)覆蓋Object類(lèi)的clone()方法實(shí)現(xiàn)，也可以通過(guò)序列化(Serialization)等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。
（如果引用類(lèi)型里面還包含很多引用類(lèi)型，或者內(nèi)層引用類(lèi)型的類(lèi)里面又包含引用類(lèi)型，使用clone方法就會(huì)很麻煩。這時(shí)我們可以用序列化的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)象的深克隆。）
序列化就是將對(duì)象寫(xiě)到流的過(guò)程，寫(xiě)到流中的對(duì)象是原有對(duì)象的一個(gè)拷貝，而原對(duì)象仍然存在于內(nèi)存中。通過(guò)序列化實(shí)現(xiàn)的拷貝不僅可以復(fù)制對(duì)象本身，而且可以復(fù)制其引用的成員對(duì)象，因此通過(guò)序列化將對(duì)象寫(xiě)到一個(gè)流中，再?gòu)牧骼飳⑵渥x出來(lái)，可以實(shí)現(xiàn)深克隆。需要注意的是能夠?qū)崿F(xiàn)序列化的對(duì)象其類(lèi)必須實(shí)現(xiàn)Serializable接口，否則無(wú)法實(shí)現(xiàn)序列化操作。
擴(kuò)展
Java語(yǔ)言提供的Cloneable接口和Serializable接口的代碼非常簡(jiǎn)單，它們都是空接口，這種空接口也稱(chēng)為標(biāo)識(shí)接口，標(biāo)識(shí)接口中沒(méi)有任何方法的定義，其作用是告訴JRE這些接口的實(shí)現(xiàn)類(lèi)是否具有某個(gè)功能，如是否支持克隆、是否支持序列化等。
解決多層克隆問(wèn)題
如果引用類(lèi)型里面還包含很多引用類(lèi)型，或者內(nèi)層引用類(lèi)型的類(lèi)里面又包含引用類(lèi)型，使用clone方法就會(huì)很麻煩。這時(shí)我們可以用序列化的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)象的深克隆。
public class Outer implements Serializable{
private static final long serialVersionUID = 369285298572941L; //最好是顯式聲明ID
public Inner inner;
//Discription:[深度復(fù)制方法,需要對(duì)象及對(duì)象所有的對(duì)象屬性都實(shí)現(xiàn)序列化]
public Outer myclone() {
Outer outer = null;
try { // 將該對(duì)象序列化成流,因?yàn)閷?xiě)在流里的是對(duì)象的一個(gè)拷貝，而原對(duì)象仍然存在于JVM里面。所以利用這個(gè)特性可以實(shí)現(xiàn)對(duì)象的深拷貝
ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(baos);
oos.writeObject(this);
// 將流序列化成對(duì)象
ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(baos.toByteArray());
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bais);
outer = (Outer) ois.readObject();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
return outer;
}
}
Inner也必須實(shí)現(xiàn)Serializable，否則無(wú)法序列化：
public class Inner implements Serializable{
private static final long serialVersionUID = 872390113109L; //最好是顯式聲明ID
public String name = "";
public Inner(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public String toString() {
return "Inner的name值為：" + name;
}
}
這樣也能使兩個(gè)對(duì)象在內(nèi)存空間內(nèi)完全獨(dú)立存在，互不影響對(duì)方的值。
總結(jié)
實(shí)現(xiàn)對(duì)象克隆有兩種方式：
1). 實(shí)現(xiàn)Cloneable接口并重寫(xiě)Object類(lèi)中的clone()方法；
2). 實(shí)現(xiàn)Serializable接口，通過(guò)對(duì)象的序列化和反序列化實(shí)現(xiàn)克隆，可以實(shí)現(xiàn)真正的深度克隆。
注意：基于序列化和反序列化實(shí)現(xiàn)的克隆不僅僅是深度克隆，更重要的是通過(guò)泛型限定，可以檢查出要克隆的對(duì)象是否支持序列化，這項(xiàng)檢查是編譯器完成的，不是在運(yùn)行時(shí)拋出異常，這種是方案明顯優(yōu)于使用Object類(lèi)的clone方法克隆對(duì)象。讓問(wèn)題在編譯的時(shí)候暴露出來(lái)總是優(yōu)于把問(wèn)題留到運(yùn)行時(shí)。
以上就是本文關(guān)于Java編程實(shí)現(xiàn)對(duì)象克?。◤?fù)制）代碼詳解的全部?jī)?nèi)容，希望對(duì)大家有所幫助。感興趣的來(lái)朋友可以繼續(xù)參閱本站其他相關(guān)專(zhuān)題，如有不足之處，歡迎留言指出。
相關(guān)文章
本文主要介紹了SpringBoot2.x集成Dozer的示例代碼，文中通過(guò)示例代碼介紹的非常詳細(xì)，具有一定的參考價(jià)值，感興趣的小伙伴們可以參考一下2021-08-08
MyBatis使用級(jí)聯(lián)操作解決lombok構(gòu)造方法識(shí)別失敗問(wèn)題
這篇文章主要介紹了MyBatis使用級(jí)聯(lián)操作解決lombok構(gòu)造方法識(shí)別失敗問(wèn)題,文中通過(guò)示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值,需要的朋友可以參考下2020-07-07
SpringBoot整合達(dá)夢(mèng)數(shù)據(jù)庫(kù)的教程詳解
這篇文章主要給大家介紹了SpringBoot整合達(dá)夢(mèng)數(shù)據(jù)庫(kù)的詳細(xì)教程,文章中有詳細(xì)的圖片介紹和代碼示例供大家參考,具有一定的參考價(jià)值,需要的朋友可以參考下2023-08-08
這篇文章主要介紹了Java使用apache?poi進(jìn)行excel相關(guān)操作,本文主要針對(duì)Apache?POI對(duì)excel的操作進(jìn)行介紹，主要包括如何創(chuàng)建一個(gè)excel、錄入數(shù)據(jù)、讀取excel數(shù)據(jù)的方式，需要的朋友可以參考下2022-05-05
java nio中的ByteBuffer擴(kuò)展問(wèn)題
這篇文章主要介紹了java nio中的ByteBuffer擴(kuò)展問(wèn)題,具有很好的參考價(jià)值,希望對(duì)大家有所幫助,如有錯(cuò)誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教2023-08-08
MyBatis-Plus攔截器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)權(quán)限控制的示例
本文主要介紹了MyBatis-Plus攔截器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)權(quán)限控制的示例，文中通過(guò)示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，需要的朋友們下面隨著小編來(lái)一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧2023-02-02
在web開(kāi)發(fā)中，攔截器是經(jīng)常用到的功能。它可以幫我們預(yù)先設(shè)置數(shù)據(jù)以及統(tǒng)計(jì)方法的執(zhí)行效率等等。今天就來(lái)詳細(xì)的談一下spring中的攔截器，需要的可以參考一下2022-06-06
springboot整合RabbitMQ發(fā)送短信的實(shí)現(xiàn)
本文會(huì)和SpringBoot做整合，實(shí)現(xiàn)RabbitMQ發(fā)送短信，文中通過(guò)示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，需要的朋友們下面隨著小編來(lái)一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧2021-05-05
詳解IDEA JUnit5測(cè)試套件運(yùn)行錯(cuò)誤的問(wèn)題
這篇文章主要介紹了詳解IDEA JUnit5測(cè)試套件運(yùn)行錯(cuò)誤的問(wèn)題,文中通過(guò)示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，需要的朋友們下面隨著小編來(lái)一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧2019-12-12
這篇文章主要介紹了Activiti流程文件部署過(guò)程解析,文中通過(guò)示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值,需要的朋友可以參考下2020-03-03