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 {
    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!

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");
    }
}

运行结果：

aa  11
aa  11
fooA和fooA1内存地址相等!
-------------------------
bb  11
bb  11
fooA和fooA1内存地址相等,改变fooA1后,fooA的值也跟着变化了

Process finished with exit code 0

_______________________________________________________________摘自e800技术客 Java