Java语言的克隆与深层次克隆技术入门与精通

2007-11-13 17:44Update

TAGS: clone | 克隆

LifevV.COM编辑部

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本文介绍Java语言的对象克隆与对象的深层次克隆技术。

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我们知道，Java是纯面向对象的程序设计语言。Java里，所有的类的顶级父类都是java.lang.Object类，也就是说，如果一个类没有显示申明继承关系，它的父类默认就是java.lang.Object。
有一个很简单的方法可以证明这一点，我们写一个Test类，如下：
public class Test {
    public void someMethod() {
        super.clone();
    }
}
里面调用了super.clone()，编译时并不报错。其实clone()方法为java.lang.Object类提供的一个protected型方法。

对象克隆

本文通过介绍java.lang.Object#clone()方法来说明Java语言的对象克隆特性。
java.lang.Object#clone()方法由java.lang.Object加以实现，主要对对象本身加以克隆。

首先我们看看下面的例子：

public class TestClone {
    public static void main(String[] args) {
        MyClone myClone1 = new MyClone("clone1");
        
        MyClone myClone2 = (MyClone)myClone1.clone();
        
        if (myClone2 != null) {
            System.out.println(myClone2.getName());
            System.out.println("myClone2 equals myClone1: " + myClone2.equals(myClone1));
        } else {
            System.out.println("Clone Not Supported");
        }
    }

}


class MyClone {
    private String name;

    public MyClone(String name) {
        this.name = name;
    }
    
    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    
    public Object clone() {
        try {
            return super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            return null;
        }
    }
}

编译执行TestClone，打印出：

C:\clone>javac *.java
C:\clone>java TestClone
Clone Not Supported
C:\clone>

说明MyClone#clone()方法调用super.clone()时抛出了CloneNotSupportedException异常，不支持克隆。

为什么父类java.lang.Object里提供了clone()方法，却不能调用呢？
原来，Java语言虽然提供了这个方法，但考虑到安全问题，
一方面将clone()访问级别设置为protected型，以限制外部类访问；
另一方面，强制需要提供clone功能的子类实现java.lang.Cloneable接口，在运行期，JVM会检查调用clone()方法的类，如果该类未实现java.lang.Cloneable接口，则抛出CloneNotSupportedException异常。

java.lang.Cloneable接口是一个空的接口，没有申明任何属性与方法。该接口只是告诉JVM，该接口的实现类需要开放“克隆”功能。

我们再将MyClone类稍作改变，让其实现Cloneable接口：
class MyClone implements Cloneable {
...//其余不做改变
}

编译执行TestClone，打印出：

C:\clone>javac *.java
C:\clone>java TestClone
clone1
myClone2 equals myClone1: false
C:\clone>

根据结果，我们可以发现：
1，myClone1.clone()克隆了跟myClone1具有相同属性值的对象
2，但克隆出的对象myClone2跟myClone1不是同一个对象（具有不同的内存空间）

小结：
如果要让一个类A提供克隆功能，该类必须实现java.lang.Cloneable接口，并重载java.lang.Object#clone()方法。

public class A extends Cloneable {
    public Object clone() {
        try {
            return super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            //throw (new InternalError(e.getMessage()));
            return null;
        }
    }
}

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