1. Overiew
在实际编程中，我们经常会遇到这样一个情景：有一个对象A，存在属性方法，现在需要一个和A完全相同的新对象B，并且B的任何改动都不会影响到A中的值。那么，最常用的办法就是对A进行克隆。
2. How to Clone
在java.lang.Object中有一个clone方法，该方法的签名如下：
Java代码
protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;
该方法返回一个Object实例的拷贝，该实例拷贝具有：
1)拷贝对象是一个新对象而不是一个原对象引用。
2)拷贝的对象中包含的是原有对象信息，而不是对象初始化的信息(也就是说，拷贝过程没有调用构造函数)。
从第1条我们可以看出，拷贝的对象与原对象存在这样一种关系：
- 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, but these are not absolute requirements
要实现克隆，必须满足一下三点：
1)类必须实现Cloneable接口
2)类必须重载Object类中的clone()方法
3)重载的clone()方法中，必须显示调用super.clone()。
我们看一下Cloneable接口的定义:
public interface Cloneable { }
Cloneable接口是不包含任何方法的,仅仅表示一个标志(类似Serializable接口)，而且这个标志也是针对Object类中clone()方法的，如果clone类没有实现Cloneable接口，并调用了Object的clone()方法(也就是调用了super.Clone()方法)，那么Object的clone()方法就会抛出CloneNotSupportedException异常。
按照要求，我们写一个克隆类的小例子:
public class DummyClone implements Cloneable{ public Object clone(){ DummyClone dc = null; try { dc = (DummyClone)super.clone(); } catch (CloneNotSupportedException e) { e.printStackTrace(); } return dc; } }
3. Shadow Clone
首先，我们来看一个例子：ClassA没有实现Cloneable接口。ClassB存在ClassA的实例，实现了Cloneable接口，并重载了clone方法。ClassC实例化一个ClassB对象，然后克隆一个对象。
Java代码
class ClassA { public int a; public void doubleA(){ a = a * 2; } public ClassA(int aa){ this.a = aa; } public String toString(){ return Integer.toString(a); } } class ClassB implements Cloneable{ public int b; public ClassA ca = new ClassA(11); public Object clone(){ ClassB cb = null; try { cb = (ClassB)super.clone(); } catch (CloneNotSupportedException e) { e.printStackTrace(); } return cb; } } public class ClassC { public static void main(String[] args) { ClassB cb = new ClassB(); cb.b = 222; System.out.println("before clone : cb.b = " + cb.b); System.out.println("before clone : cb.ca = " + cb.ca); // ClassB cb2 = (ClassB)cb.clone(); cb2.b = 3333; cb2.ca.doubleA(); System.out.println("========================"); System.out.println("after clone : cb.b = " + cb.b); System.out.println("after clone : cb.ca = " + cb.ca); System.out.println("========================"); System.out.println("after clone : cb2.b = " + cb2.b); System.out.println("after clone : cb2.ca = " + cb2.ca); } }
输出结果如下：
Java代码
- before clone : cb.b = 222
- before clone : cb.ca = 11
- ========================
- after clone : cb.b = 222
- after clone : cb.ca = 22
- ========================
- after clone : cb2.b = 3333
- after clone : cb2.ca = 22
从结果我们看到，int类型的b被完全的克隆了，而ClassA类型的ca却没有被克隆。因为克隆后cb2对b的赋值不会影响原有cb中b的值，而调用cb2.ca.doubleA()方法后，对cb2.ca的改变同时改变了cb.ca，表明cb2.ca与cb.ca仅仅指向同一个对象的不同引用。从中可以看出，调用Object类中clone()方法产生的效果是：先在内存中开辟一块和原始对象一样的空间，然后原样拷贝原始对象中的内容。对基本数据类型，这样的操作是没有问题的，但对非基本类型变量clone后的变量和原始对象中相应的变量指向的是同一个对象。
这就是影子克隆。影子克隆，并没有完整的完成克隆，有时候这并不是我们想要的结果。我们有时需要，就像列子中调用cb2.ca.doubleA()方法时，不会对原对象产生改变，这时候我们就需要deep clone;
4. Deep Clone
要实现深度克隆,在上面的例子基础上，我们只需要这样修改即可：
class ClassA implements Cloneable{ public int a; public void doubleA(){ a = a * 2; } public ClassA(int aa){ this.a = aa; } public String toString(){ return Integer.toString(a); } public Object clone(){ ClassA ca = null; try { ca = (ClassA)super.clone(); } catch (CloneNotSupportedException e) { e.printStackTrace(); } return ca; } } class ClassB implements Cloneable{ public int b; public ClassA ca = new ClassA(11); public Object clone(){ ClassB cb = null; try { cb = (ClassB)super.clone(); } catch (CloneNotSupportedException e) { e.printStackTrace(); } cb.ca = (ClassA)ca.clone(); return cb; } } public class ClassC { public static void main(String[] args) { ClassB cb = new ClassB(); cb.b = 222; System.out.println("before clone : cb.b = " + cb.b); System.out.println("before clone : cb.ca = " + cb.ca); // ClassB cb2 = (ClassB)cb.clone(); cb2.b = 3333; cb2.ca.doubleA(); System.out.println("========================"); System.out.println("after clone : cb.b = " + cb.b); System.out.println("after clone : cb.ca = " + cb.ca); System.out.println("========================"); System.out.println("after clone : cb2.b = " + cb2.b); System.out.println("after clone : cb2.ca = " + cb2.ca); } }
输出结果：
before clone : cb.b = 222 before clone : cb.ca = 11 ======================== after clone : cb.b = 222 after clone : cb.ca = 11 ======================== after clone : cb2.b = 3333 after clone : cb2.ca = 22
基本的数据类型可以自动的实现深度的克隆，然而并不是所有的类都可以进行深度的克隆，就比如String类，其类定义为final，且没有重载clone方法，我们就无法完成对String类的深度克隆。关于不可变对象的克隆，我们通常没有必要去克隆。
自己写的克隆：
package clone; public class Employee3 implements Cloneable{ private String name; private int salary; public Employee3() { } public Employee3(String name,int salary) { this.name=name; this.salary=salary; } public String getName() { return name; } public int getSalary() { return salary; } public Object clone() throws CloneNotSupportedException { Employee3 emp=null; try { emp= (Employee3)super.clone(); } catch (CloneNotSupportedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } return emp; } }
public class Cloner { public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException { Employee3 e=new Employee3("Dolly",1000); System.out.println(e); System.out.println("the employee's name is "+e.getName()); System.out.println("the employee's salary is "+e.getSalary()); /*Type mismatch: cannot convert from Object to Employee3 * * *低---》高 强制转换 */ Employee3 eClone=(Employee3)e.clone(); System.out.println(eClone); System.out.println("the employee's name is "+eClone.getName()); System.out.println("the employee's salary is "+eClone.getSalary()); } }
输出：
clone.Employee3@c17164
the employee's name is Dolly
the employee's salary is 1000
clone.Employee3@1fb8ee3 与前面的不同，说明不是同一个对象
the employee's name is Dolly
the employee's salary is 1000