java Object对象的clone方法

参考copy链接：http://blog.csdn.net/bigconvience/article/details/25025561

在看原型模式，发现要用到clone这个方法，以前和朋友聊过，没怎么看过，刚好要用，就看看了。

源码解释：

    /**
     * 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 {@code x}, the expression:
     * <blockquote>
     * <pre>
     * x.clone() != x</pre></blockquote>
     * will be true, and that the expression:
     * <blockquote>
     * <pre>
     * x.clone().getClass() == x.getClass()</pre></blockquote>
     * will be {@code true}, but these are not absolute requirements.
     * While it is typically the case that:
     * <blockquote>
     * <pre>
     * x.clone().equals(x)</pre></blockquote>
     * will be {@code true}, this is not an absolute requirement.
     * <p>
     * By convention, the returned object should be obtained by calling
     * {@code super.clone}.  If a class and all of its superclasses (except
     * {@code Object}) obey this convention, it will be the case that
     * {@code x.clone().getClass() == x.getClass()}.
     * <p>
     * By convention, the object returned by this method should be independent
     * of this object (which is being cloned).  To achieve this independence,
     * it may be necessary to modify one or more fields of the object returned
     * by {@code super.clone} before returning it.  Typically, this means
     * copying any mutable objects that comprise the internal "deep structure"
     * of the object being cloned and replacing the references to these
     * objects with references to the copies.  If a class contains only
     * primitive fields or references to immutable objects, then it is usually
     * the case that no fields in the object returned by {@code super.clone}
     * need to be modified.
     * <p>
     * The method {@code clone} for class {@code Object} performs a
     * specific cloning operation. First, if the class of this object does
     * not implement the interface {@code Cloneable}, then a
     * {@code CloneNotSupportedException} is thrown. Note that all arrays
     * are considered to implement the interface {@code Cloneable} and that
     * the return type of the {@code clone} method of an array type {@code T[]}
     * is {@code T[]} where T is any reference or primitive type.
     * Otherwise, this method creates a new instance of the class of this
     * object and initializes all its fields with exactly the contents of
     * the corresponding fields of this object, as if by assignment; the
     * contents of the fields are not themselves cloned. Thus, this method
     * performs a "shallow copy" of this object, not a "deep copy" operation.
     * <p>
     * The class {@code Object} does not itself implement the interface
     * {@code Cloneable}, so calling the {@code clone} method on an object
     * whose class is {@code Object} will result in throwing an
     * exception at run time.
     *
     * @return     a clone of this instance.
     * @throws  CloneNotSupportedException  if the object's class does not
     *               support the {@code Cloneable} interface. Subclasses
     *               that override the {@code clone} method can also
     *               throw this exception to indicate that an instance cannot
     *               be cloned.
     * @see java.lang.Cloneable
     */
    protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;

一大串英文我看不怎么懂，都是看别人的博客和翻译文档的。

中文jdk文档：

clone

protected Object clone()
                throws CloneNotSupportedException
创建并返回此对象的一个副本。“副本”的准确含义可能依赖于对象的类。这样做的目的是，对于任何对象 x，表达式：
x.clone() != x
为 true，表达式：
x.clone().getClass() == x.getClass()
也为 true，但这些并非必须要满足的要求。一般情况下：
x.clone().equals(x)
为 true，但这并非必须要满足的要求。
按照惯例，返回的对象应该通过调用 super.clone 获得。如果一个类及其所有的超类（Object 除外）都遵守此约定，则 x.clone().getClass() == x.getClass()。

按照惯例，此方法返回的对象应该独立于该对象（正被复制的对象）。要获得此独立性，在 super.clone 返回对象之前，有必要对该对象的一个或多个字段进行修改。这通常意味着要复制包含正在被复制对象的内部“深层结构”的所有可变对象，并使用对副本的引用替换对这些对象的引用。如果一个类只包含基本字段或对不变对象的引用，那么通常不需要修改 super.clone 返回的对象中的字段。

Object 类的 clone 方法执行特定的复制操作。首先，如果此对象的类不能实现接口 Cloneable，则会抛出 CloneNotSupportedException。注意，所有的数组都被视为实现接口 Cloneable。否则，此方法会创建此对象的类的一个新实例，并像通过分配那样，严格使用此对象相应字段的内容初始化该对象的所有字段；这些字段的内容没有被自我复制。所以，此方法执行的是该对象的“浅表复制”，而不“深层复制”操作。

Object 类本身不实现接口 Cloneable，所以在类为 Object 的对象上调用 clone 方法将会导致在运行时抛出异常。

返回：
此实例的一个副本。
抛出：
CloneNotSupportedException - 如果对象的类不支持 Cloneable 接口，则重写 clone 方法的子类也会抛出此异常，以指示无法复制某个实例。
另请参见：
Cloneable

cloneable接口的文档：

public interface Cloneable
此类实现了 Cloneable 接口，以指示 Object.clone() 方法可以合法地对该类实例进行按字段复制。

如果在没有实现 Cloneable 接口的实例上调用 Object 的 clone 方法，则会导致抛出 CloneNotSupportedException 异常。

按照惯例，实现此接口的类应该使用公共方法重写 Object.clone（它是受保护的）。请参阅 Object.clone()，以获得有关重写此方法的详细信息。

注意，此接口不 包含 clone 方法。因此，因为某个对象实现了此接口就克隆它是不可能的。即使 clone 方法是反射性调用的，也无法保证它将获得成功。

从以下版本开始：
JDK1.0
另请参见：
CloneNotSupportedException, Object.clone()

现在可以知道的是，clone方法就是返回一个原对象的拷贝，默认走的是浅拷贝。克隆的目的是复制对象，但是新的对象是独立于原来的对象的，一般我们克隆出来的对象都在一些属性做了更改，这个时候需要小心一点，如果更改的属性是引用数据类型，可能会影响到原来的对象，如果都是基本数据类型则不怕。使用clone方法的前提是继承Cloneable接口，数组默认实现了Cloneable接口，默认走的是浅拷贝。

那么问题来了，什么是浅拷贝？什么是深拷贝呢？

2.浅克隆(shadow clone)

   克隆就是复制一个对象的复本.若只需要复制对象的字段值（对于基本数据类型,如:int,long,float等，则复制值；对于复合数据类型仅复制该字段值，如数组变量则复制地址，对于对象变量则复制对象的reference。

例子：

public class ShadowClone implements Cloneable{

    private int a;   // 基本类型
    private int[] b; // 非基本类型
    // 重写Object.clone()方法,并把protected改为public
    @Override
    public Object clone(){
        ShadowClone sc = null;
        try
        {
            sc = (ShadowClone) super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e){
            e.printStackTrace();
        }
        return sc;
    }
    public int getA()
    {
        return a;
    }
    public void setA(int a)
    {
        this.a = a;
    }
    public int[] getB() {
    return b;
    }
    public void setB(int[] b) {
    this.b = b;
    }
}

然后进行测试：

public class Test{
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException{
        ShadowClone c1 = new ShadowClone();
        //对c1赋值
        c1.setA(100) ;
        c1.setB(new int[]{1000}) ;

        System.out.println("克隆前c1:  a="+c1.getA()+" b="+c1.getB()[0]);
        //克隆出对象c2,并对c2的属性A,B,C进行修改
        ShadowClone c2 = (ShadowClone) c1.clone();
        //对c2进行修改
        c2.setA(50) ;
        int []a = c2.getB() ;
        a[0]=5 ;
        c2.setB(a);
        System.out.println("克隆前c1:  a="+c1.getA()+" b="+c1.getB()[0]);
        System.out.println("克隆后c2:  a="+c2.getA()+ " b[0]="+c2.getB()[0]);
    }
}

结果为：

克隆前c1:  a=100 b=1000
克隆前c1:  a=100 b=5
克隆后c2:  a=50 b[0]=5

c1和c2的对象模型：

                                                                     

可以看出，基本类型可以使用浅克隆，而对于引用类型，由于引用的是内容相同，所以改变c2实例对象中的属性就会影响到c1。所以引用类型需要使用深克隆。另外，在开发一个不可变类的时候，如果这个不可变类中成员有引用类型，则就需要通过深克隆来达到不可变的目的。

3.深克隆(deep clone)

    深克隆与浅克隆的区别在于对复合数据类型的复制。若对象中的某个字段为复合类型，在克隆对象的时候，需要为该字段重新创建一个对象。

例子：

public class DeepClone implements Cloneable {

    private int a;   // 基本类型
    private int[] b; // 非基本类型
    // 重写Object.clone()方法,并把protected改为public
    @Override
    public Object clone(){
        DeepClone sc = null;
        try
        {
            sc = (DeepClone) super.clone();
            int[] t = sc.getB();
            int[] b1 = new int[t.length];
            for (int i = 0; i < b1.length; i++) {
                b1[i] = t[i];
            }
            sc.setB(b1);
        } catch (CloneNotSupportedException e){
            e.printStackTrace();
        }
        return sc;
    }
    public int getA()
    {
        return a;
    }
    public void setA(int a)
    {
        this.a = a;
    }
    public int[] getB() {
        return b;
    }
    public void setB(int[] b) {
        this.b = b;
    }
}

结果为：

克隆前c1:  a=100 b=1000

克隆前c1:  a=100 b=1000
克隆后c2:  a=50 b[0]=5

对象模型：

                                        

上面是copy的，自己敲一敲：

两个准备的类：
class Person implements Cloneable{
    @Override
    protected Person clone() throws CloneNotSupportedException {
        return (Person) super.clone();
    }

    String name;
    int age;
    Job job;

    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 Job getJob() {
        return job;
    }

    public void setJob(Job job) {
        this.job = job;
    }

    @Override
    public String toString(){
        return "name: " + name + ",age: " + age + ",job:  " + job;
    }
}
class Job{
    String jobName;
    String address;

    public String getJobName() {
        return jobName;
    }

    public void setJobName(String jobName) {
        this.jobName = jobName;
    }

    public String getAddress() {
        return address;
    }

    public void setAddress(String address) {
        this.address = address;
    }
}

public class CloneTest {
    @Test
    public void shaowClone() throws Exception{
        Person p1 = new Person();
        p1.setName("guo");
        p1.setAge(22);
        Job job = new Job();
        job.setJobName("IT");
        job.setAddress("shanghai");
        p1.setJob(job);

        Person p2 = p1.clone();
        System.out.println(p1.toString());
        System.out.println(p2.toString());

        p2.getJob().setJobName("programmer");
        System.out.println(p1.getJob().getJobName());
    }

　　得到结果：
　　　　name: guo,age: 22,job: test.Job@4f2410ac
　　　　name: guo,age: 22,job: test.Job@4f2410ac
　　　　programmer

浅拷贝，就是Object默认的clone方法，完全的copy了这个类，基本数据类型copy了值，引用数据类型copy的是对象的引用，所以如果要对对象进行修改，可以使用深拷贝。

}

所谓的深拷贝，就是自己重写了一下clone方法，将引用变量变成值传递而不是引用传递。
修改的代码;

 @Override
    protected Person clone() throws CloneNotSupportedException {
        Person ectype = (Person) super.clone();
        Job tmp = new Job();
        tmp.setJobName(ectype.getJob().getJobName());
        tmp.setAddress(ectype.getJob().getAddress());
        ectype.setJob(tmp);
        return ectype;
    }
测试代码：

@Test
public void shaowClone() throws Exception{
    Person p1 = new Person();
    p1.setName("guo");
    p1.setAge(22);
    Job job = new Job();
    job.setJobName("IT");
    job.setAddress("shanghai");
    p1.setJob(job);

    Person p2 = p1.clone();
    System.out.println(p1.toString());
    System.out.println(p2.toString());

    p2.getJob().setJobName("programmer");
    System.out.println(p2.getJob().getJobName());
    System.out.println(p1.getJob().getJobName());
}

结果：

 over