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Java克隆(Clone)的应用
简介：
Java克隆(Clone)是Java语言的特性之一，但在实际中应用比较少见。但有时候用克隆会更方便更有效率。
对于克隆(Clone)，Java有一些限制：
1、被克隆的类必须自己实现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。Cloneable 接口实际上是个标识接口，没有任何接口方法。
2、实现Cloneable接口的类应该使用公共方法重写 Object.clone（它是受保护的）。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。
3、在Java.lang.Object类中克隆方法是这么定义的：
protected Object clone()
throws CloneNotSupportedException
创建并返回此对象的一个副本。表明是一个受保护的方法，同一个包中可见。
按照惯例，返回的对象应该通过调用 super.clone 获得。
引题：
举个例子说吧，现在有一个对象比如叫foo，你需要在创建当前对象的一个副本作为存根你能怎么做？
假如你不用Clone，那么你可以先new一个对象foo1：Foo foo1=new Foo(),然后用foo给foo1对象set值，这样就得到foo的副本foo1；除此之外，别无选择。
这样说，也许有人会觉得说的过于绝对了，不过事实如此啊。
要产生一个副本，那副本要不要内存？----当然要了，那就对了！既然需要内存，（不克隆的情况下）你不new还有什么办法呢？请大家时刻铭记对象是Java运行时产生的，驻留在计算机内存中。
常见错误：
下面我澄清几个初学者容易犯迷糊的错误，同样的问题，产生foo对象的副本：
1、Foo foo1=new Foo();
foo1=foo;
然后就想当然的认为副本foo1生成了！
错误原因：foo1没错是申请了内存，但是执行foo1=foo后，foo1就不在指向刚申请的内存区域了，转而指向foo对象的内存区域，这时候，foo1、foo指向了同一内存区域。刚才new的操作制造一堆垃圾等着JVM回收。
2、Foo foo1=foo;
错误原因：还是两个变量都指向了同一块内存。
3、有些老鸟更厉害一些：在Foo中定义一个返回自身的方法：
public Foo getInstance(){
return this;
}
然后，Foo foo1=foo.getInstance();
错误原因：同上，主要还是没有重新开辟内存，this在对象里是什么？----就是对象自己的引用！那么getInstance()自然返回的就是对象自己，反正又是两个对象穿了一条裤子----***，哈哈。错得心服口服吧。为了节省篇幅，我在最后写个例子，留给那些对此有异议的人看。
引入克隆
看了这么多方法都不行，还很麻烦！干脆用克隆吧，简单明了。
废话不说了，看例子：
定义两个类CloneFooA、CloneFooB，然后写个测试类CloneDemo分别克隆这两个类的对象，然后打印测试结果到控制台。
/**
* Created by IntelliJ IDEA.
* User: leizhimin
* Date: 2007-9-20
* Time: 19:40:44
* 简单类克隆实现
* 要实现克隆,必须实现Cloneable接口,这是一个标识接口,没有接口方法
* 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。
* 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）。
*/
public class CloneFooA implements Cloneable {
private String strA;
private int intA;
public CloneFooA(String strA, int intA) {
this.strA = strA;
this.intA = intA;
}
public String getStrA() {
return strA;
}
public void setStrA(String strA) {
this.strA = strA;
}
public int getIntA() {
return intA;
}
public void setIntA(int intA) {
this.intA = intA;
}
/**
* @return 创建并返回此对象的一个副本。
* @throws CloneNotSupportedException
*/
public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
//直接调用父类的clone()方法,返回克隆副本
return super.clone();
}
}
/**
* Created by IntelliJ IDEA.
* User: leizhimin
* Date: 2007-9-20
* Time: 19:59:55
* 深度克隆对象,当类存在聚合关系的时候,克隆就必须考虑聚合对象的克隆
*/
public class CloneFooB implements Cloneable {
private CloneFooA fooA;
private Double douB;
public CloneFooB(Double douB) {
this.douB = douB;
}
public CloneFooB(CloneFooA fooA, Double douB) {
this.fooA = fooA;
this.douB = douB;
}
public CloneFooA getFooA() {
return fooA;
}
public void setFooA(CloneFooA fooA) {
this.fooA = fooA;
}
public Double getDouB() {
return douB;
}
public void setDouB(Double douB) {
this.douB = douB;
}
/**
* 克隆操作
*
* @return 自身对象的一个副本
* @throws CloneNotSupportedException
*/
public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
//先调用父类的克隆方法进行克隆操作
CloneFooB cloneFooB = (CloneFooB) super.clone();
//对于克隆后出的对象cloneFooB,如果其成员fooA为null,则不能调用clone(),否则出空指针异常
if (this.fooA != null)
cloneFooB.fooA = (CloneFooA) this.fooA.clone();
return cloneFooB;
}
}
/**
* Created by IntelliJ IDEA.
* User: leizhimin
* Date: 2007-9-20
* Time: 19:52:01
* 测试类：分别克隆CloneFooA和CloneFooB类,并打印克隆前后的结果.
*/
public class CloneDemo {
* Created by IntelliJ IDEA.
* User: leizhimin
* Date: 2007-9-20
* Time: 19:52:01
* 测试类：分别克隆CloneFooA和CloneFooB类,并打印克隆前后的结果.
*/
public class CloneDemo {
public static void main(String args[]) throws CloneNotSupportedException {
//CloneFooA克隆前
CloneFooA fooA1 = new CloneFooA("FooA", 11);
System.out.println("CloneFooA的对象克隆前对象fooA1值为: " + fooA1.getStrA() + "," + fooA1.getIntA());
//CloneFooA克隆后
CloneFooA fooA2 = (CloneFooA) fooA1.clone();
System.out.println("CloneFooA的对象克隆后对象fooA2值为: " + fooA2.getStrA() + "," + fooA2.getIntA());
//比较fooA1和fooA2内存地址
if (fooA1 == fooA2) System.out.println("比较fooA1和fooA2内存地址:相等!");
else System.out.println("比较fooA1和fooA2内存地址:不相等!");
System.out.println("-------------------------");
//CloneFooB克隆前
CloneFooB fooB1 = new CloneFooB(fooA1, new Double("33"));
System.out.println("CloneFooB的对象克隆前对象fooB1值为: " +
fooB1.getFooA().getStrA() + "," + fooB1.getFooA().getIntA() + " | " +
fooB1.getDouB());
//CloneFooB克隆后
CloneFooB fooB2 = (CloneFooB) fooB1.clone();
System.out.println("CloneFooB的对象克隆前对象fooB2值为: " +
fooB2.getFooA().getStrA() + "," + fooB2.getFooA().getIntA() + " | " +
fooB2.getDouB());
if (fooA1 == fooA2) System.out.println("比较fooB1和fooB2内存地址:相等!");
else System.out.println("比较fooB1和fooB2内存地址:不相等!");
}
}
运行结果：
CloneFooA的对象克隆前对象fooA1值为: FooA,11
CloneFooA的对象克隆后对象fooA2值为: FooA,11
比较fooA1和fooA2内存地址:不相等!
-------------------------
CloneFooB的对象克隆前对象fooB1值为: FooA,11 | 33.0
CloneFooB的对象克隆前对象fooB2值为: FooA,11 | 33.0
比较fooB1和fooB2内存地址:不相等!
CloneFooA的对象克隆后对象fooA2值为: FooA,11
比较fooA1和fooA2内存地址:不相等!
-------------------------
CloneFooB的对象克隆前对象fooB1值为: FooA,11 | 33.0
CloneFooB的对象克隆前对象fooB2值为: FooA,11 | 33.0
比较fooB1和fooB2内存地址:不相等!
Process finished with exit code 0
反面教材：
最后，我给出我上面提出到最后要给出的反面例子。
随便写一个，在CloneFooA 的基础上做了少许改动，内容如下：
public class CloneFooA implements Cloneable {
private String strA;
private int intA;
public CloneFooA(String strA, int intA) {
this.strA = strA;
this.intA = intA;
}
public String getStrA() {
return strA;
}
public void setStrA(String strA) {
this.strA = strA;
}
public int getIntA() {
return intA;
}
public void setIntA(int intA) {
this.intA = intA;
}
/**
* @return 创建并返回此对象的一个副本。
* @throws CloneNotSupportedException
*/
public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
//直接调用父类的clone()方法,返回克隆副本
return super.clone();
}
/**
* @return 返回运行时的对象
*/
public CloneFooA getInstance(){
return this;
}
public static void main(String args[]){
CloneFooA fooA=new CloneFooA("aa",11);
System.out.println(fooA.getStrA()+" "+fooA.getIntA());
CloneFooA fooA1=fooA.getInstance();
System.out.println(fooA1.getStrA()+" "+fooA1.getIntA());
if(fooA==fooA1) System.out.println("fooA和fooA1内存地址相等!");
System.out.println("-------------------------");
//改变后fooA或者fooA1中任何一个,看看另外一个是否会改变
fooA1.setStrA("bb");
System.out.println(fooA.getStrA()+" "+fooA.getIntA());
System.out.println(fooA1.getStrA()+" "+fooA1.getIntA());
if(fooA==fooA1) System.out.println("fooA和fooA1内存地址相等,改变fooA1后,fooA的值也跟着变化了");
}
}
深度可能方法二
import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.Serializable;
public class MyUtil {
private MyUtil() {
throw new AssertionError();
}
@SuppressWarnings("unchecked")
public static <T extends Serializable> T clone(T obj) throws Exception {
ByteArrayOutputStream bout = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bout);
oos.writeObject(obj);
ByteArrayInputStream bin = new ByteArrayInputStream(bout.toByteArray());
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bin);
return (T) ois.readObject();
// 说明：调用ByteArrayInputStream或ByteArrayOutputStream对象的close方法没有任何意义
// 这两个基于内存的流只要垃圾回收器清理对象就能够释放资源，这一点不同于对外部资源（如文件流）的释放
}
}
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.Serializable;
public class MyUtil {
private MyUtil() {
throw new AssertionError();
}
@SuppressWarnings("unchecked")
public static <T extends Serializable> T clone(T obj) throws Exception {
ByteArrayOutputStream bout = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bout);
oos.writeObject(obj);
ByteArrayInputStream bin = new ByteArrayInputStream(bout.toByteArray());
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bin);
return (T) ois.readObject();
// 说明：调用ByteArrayInputStream或ByteArrayOutputStream对象的close方法没有任何意义
// 这两个基于内存的流只要垃圾回收器清理对象就能够释放资源，这一点不同于对外部资源（如文件流）的释放
}
}
import java.io.Serializable;
class Person implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = -9102017020286042305L;
private String name; // 姓名
private int age; // 年龄
private Car car; // 座驾
public Person(String name, int age, Car car) {
this.name = name;
this.age = age;
this.car = car;
}
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 Car getCar() {
return car;
}
public void setCar(Car car) {
this.car = car;
}
@Override
public String toString() {
return "Person [name=" + name + ", age=" + age + ", car=" + car + "]";
}
}
class Car implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = -5713945027627603702L;
private String brand; // 品牌
private int maxSpeed; // 最高时速
public Car(String brand, int maxSpeed) {
this.brand = brand;
this.maxSpeed = maxSpeed;
}
public String getBrand() {
return brand;
}
public void setBrand(String brand) {
this.brand = brand;
}
public int getMaxSpeed() {
return maxSpeed;
}
public void setMaxSpeed(int maxSpeed) {
this.maxSpeed = maxSpeed;
}
@Override
public String toString() {
return "Car [brand=" + brand + ", maxSpeed=" + maxSpeed + "]";
}
}
class CloneTest {
public static void main(String[] args) {
try {
Person p1 = new Person("Hao LUO", 33, new Car("Benz", 300));
Person p2 = MyUtil.clone(p1); // 深度克隆
p2.getCar().setBrand("BYD");
// 修改克隆的Person对象p2关联的汽车对象的品牌属性
// 原来的Person对象p1关联的汽车不会受到任何影响
// 因为在克隆Person对象时其关联的汽车对象也被克隆了
System.out.println(p1);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
class Person implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = -9102017020286042305L;
private String name; // 姓名
private int age; // 年龄
private Car car; // 座驾
public Person(String name, int age, Car car) {
this.name = name;
this.age = age;
this.car = car;
}
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 Car getCar() {
return car;
}
public void setCar(Car car) {
this.car = car;
}
@Override
public String toString() {
return "Person [name=" + name + ", age=" + age + ", car=" + car + "]";
}
}
class Car implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = -5713945027627603702L;
private String brand; // 品牌
private int maxSpeed; // 最高时速
public Car(String brand, int maxSpeed) {
this.brand = brand;
this.maxSpeed = maxSpeed;
}
public String getBrand() {
return brand;
}
public void setBrand(String brand) {
this.brand = brand;
}
public int getMaxSpeed() {
return maxSpeed;
}
public void setMaxSpeed(int maxSpeed) {
this.maxSpeed = maxSpeed;
}
@Override
public String toString() {
return "Car [brand=" + brand + ", maxSpeed=" + maxSpeed + "]";
}
}
class CloneTest {
public static void main(String[] args) {
try {
Person p1 = new Person("Hao LUO", 33, new Car("Benz", 300));
Person p2 = MyUtil.clone(p1); // 深度克隆
p2.getCar().setBrand("BYD");
// 修改克隆的Person对象p2关联的汽车对象的品牌属性
// 原来的Person对象p1关联的汽车不会受到任何影响
// 因为在克隆Person对象时其关联的汽车对象也被克隆了
System.out.println(p1);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}