java对象clone

2020-04-09

java克隆

为什么需要克隆

我们在很多时候需要使用一个对象去记录另外一个对象的当前状态,对象中可能会有很多属性,如果我们一个一个去设置,不仅不方便,而且效率很低,我们看一个初学者可能遇到的问题

class Person{
	String name;
    int age;
	
	public Person() {}
	public Person(String name, int age) {
		super();
		this.name = name;
		this.age = age;
	}
	@Override
	public String toString() {
		return "Person [name=" + name + ", age=" + age + "]";
	}
	
}

@Test
	public void test2() {
		Person p1=new Person("tom",20);
		Person p2=p1;
		System.out.println(p1);
		System.out.println(p2);
		System.out.println("---------");
		p1.age=30;
		System.out.println(p1);
		System.out.println(p2);
	}
输出:
Person [name=tom, age=20]
Person [name=tom, age=20]
---------
Person [name=tom, age=30]
Person [name=tom, age=30]

也许有的人认为Person p2=p1这样的方式就可以克隆一个对象,这种想法是错误的,这种使用等号赋值的方式只是将p1的地址赋值给了p2对象,那么p1和p2都指向了堆中的同一个对象,所以,修改p1那么p2也就变了

如果一个一个属性的去手动设置不仅麻烦,而且属性可能也有属性,修改起来不容易

public void test2() {
		Person p1=new Person("tom",20);
		Person p2=new Person();
		p2.age=p1.age;
		p2.name=p1.name;
	}

这里Person的属性层级很简单,修改起来看起来很简单,但是如果Person多了一个Address类型的属性,那么手动修改就必须要去new一个Address并赋值属性,假如属性的嵌套层级深了,就很难了

所以我们可以使用Object提供的clone方法来克隆对象,由于clone方法是用protected关键字修饰的,我们如果想在类外使用就需要重写父类的方法,Object的clone方法是一个native关键字修饰的方法,即调用其他语言的方法,效率很高,值得注意的一点是要克隆对象的类必须实现Cloneable接口,这个接口是一个标记接口,里面并没有定义任何方法,如果没事实现Cloneable接口使用clone方法,会抛出CloneNotSupportedException异常

浅克隆

如果原型对象的属性是值类型,那么复制一份给克隆对象,如果属性是引用类型,那么把属性的引用赋值给克隆对象

class Person implements Cloneable{//必须实现Cloneable接口
	String name;
    int age;
	
	public Person() {}
	public Person(String name, int age) {
		super();
		this.name = name;
		this.age = age;
	}
	@Override
	public String toString() {
		return "Person [name=" + name + ", age=" + age + "]";
	}
	@Override
	protected Object clone(){
		Person p=null;
		try {
			p=(Person)super.clone();
		}catch(CloneNotSupportedException e) {//实现了Cloneable接口这个异常就不可能发生
			e.printStackTrace();
		}
		return p;
	}
	
}

@Test
	public void test2() {
		Person p1=new Person("tom",20);
		Person p2=(Person)p1.clone();
		System.out.println(p1);
		System.out.println(p2);
		System.out.println("---------");
		p1.age=30;
		System.out.println(p1);
		System.out.println(p2);
	}
输出:
Person [name=tom, age=20]
Person [name=tom, age=20]
---------
Person [name=tom, age=30]
Person [name=tom, age=20]

这种Object提供的clone在类中的属性全是值类型的时候不会出现问题,但是如果类属性有引用类型就会出现问题

class Person implements Cloneable{
	String name;
    int age;
    Address address;
	
	public Person() {}
	public Person(String name, int age,Address addr) {
		super();
		this.name = name;
		this.age = age;
		this.address=addr;
	}
	
	@Override
	public String toString() {
		return "Person [name=" + name + ", age=" + age + ", address=" + address + "]";
	}
	@Override
	protected Object clone(){
		Person p=null;
		try {
			p=(Person)super.clone();
		}catch(CloneNotSupportedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		return p;
	}
	
}
class Address{
	String addr;

	public Address(String addr) {
		super();
		this.addr = addr;
	}

	@Override
	public String toString() {
		return "Address [addr=" + addr + "]";
	}
	
}

@Test
	public void test2() {
		Address addr=new Address("成都市郫都区");
		Person p1=new Person("tom",20,addr);
		Person p2=(Person)p1.clone();
		System.out.println(p1);
		System.out.println(p2);
		System.out.println("---------");
		p1.address.addr="成都市金牛区";
		System.out.println(p1);
		System.out.println(p2);
	}
输出:
Person [name=tom, age=20, address=Address [addr=成都市郫都区]]
Person [name=tom, age=20, address=Address [addr=成都市郫都区]]
---------
Person [name=tom, age=20, address=Address [addr=成都市金牛区]]
Person [name=tom, age=20, address=Address [addr=成都市金牛区]]

修改p1的address根据p1克隆出来的p2的address也改变了,这就是所说的当克隆对象的属性是引用类型时,只会复制它的引用,而这种情况一般是我们不希望的,所以需要使用深克隆

深克隆

1.克隆对象所有的引用类型都重写clone方法

这里所说的引用类型重写clone方法,是指克隆对象本身属性是引用类型的必须重写clone方法且引用类型中的引用类型也必要要重写,且必须在clone方法中显式条用

class Person implements Cloneable{
	String name;
    int age;
    Address address;//这个属性是引用类型,必须实现Cloneable接口重写clone方法
	
	public Person() {}
	public Person(String name, int age,Address addr) {
		super();
		this.name = name;
		this.age = age;
		this.address=addr;
	}
	
	@Override
	public String toString() {
		return "Person [name=" + name + ", age=" + age + ", address=" + address + "]";
	}
	@Override
	protected Object clone(){
		Person p=null;
		try {
			p=(Person)super.clone();
		}catch(CloneNotSupportedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
      //显式调用克隆引用数据类型
		p.address=(Address)address.clone();
		return p;
	}
	
}
class Address implements Cloneable{
	String addr;

	public Address(String addr) {
		super();
		this.addr = addr;
	}

	@Override
	public String toString() {
		return "Address [addr=" + addr + "]";
	}

	@Override
	protected Object clone() {
		Address addr=null;
		try {
			addr=(Address)super.clone();
		}catch(CloneNotSupportedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		return addr;
	}
	
}

@Test
	public void test2() {
		Address addr=new Address("成都市郫都区");
		Person p1=new Person("tom",20,addr);
		Person p2=(Person)p1.clone();
		System.out.println(p1);
		System.out.println(p2);
		System.out.println("---------");
		p1.address.addr="成都市金牛区";
		System.out.println(p1);
		System.out.println(p2);
	}
输出:
Person [name=tom, age=20, address=Address [addr=成都市郫都区]]
Person [name=tom, age=20, address=Address [addr=成都市郫都区]]
---------
Person [name=tom, age=20, address=Address [addr=成都市金牛区]]
Person [name=tom, age=20, address=Address [addr=成都市金牛区]]

使用序列化方法

需要克隆的对象类必须实现Serializable接口,这个接口也是一个标记接口,接口中没有任何方法,这个方法的实现类表示可以将这个类的对象写入到IO流中,那么久可以把对象在网络中发送或保存到本地磁盘

class Person implements Cloneable,Serializable{
	/**
	 * 
	 */
	private static final long serialVersionUID = 8990580911834489134L;
	String name;
    int age;
    Address address;
	
	public Person() {}
	public Person(String name, int age,Address addr) {
		super();
		this.name = name;
		this.age = age;
		this.address=addr;
	}
	
	@Override
	public String toString() {
		return "Person [name=" + name + ", age=" + age + ", address=" + address + "]";
	}
	@Override
	protected Object clone(){
		Person p=null;
		try {
			//将对象写入流中
			ByteArrayOutputStream baos=new ByteArrayOutputStream();
			ObjectOutputStream oos=new ObjectOutputStream(baos);
			oos.writeObject(this);
			//将对象从流中读取出来
			ByteArrayInputStream bais=new ByteArrayInputStream(baos.toByteArray());
			ObjectInputStream ois=new ObjectInputStream(bais);
			p=(Person)ois.readObject();
		} catch (ClassNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		return p;
	}
	
}
class Address implements Serializable{
	/**
	 * 
	 */
	private static final long serialVersionUID = 328854588872604721L;
	String addr;

	public Address(String addr) {
		super();
		this.addr = addr;
	}

	@Override
	public String toString() {
		return "Address [addr=" + addr + "]";
	}
}

@Test
	public void test2() {
		Address addr=new Address("成都市郫都区");
		Person p1=new Person("tom",20,addr);
		Person p2=(Person)p1.clone();
		System.out.println(p1);
		System.out.println(p2);
		System.out.println("---------");
		p1.address.addr="成都市金牛区";


		System.out.println(p1);
		System.out.println(p2);
	}
输出:
Person [name=tom, age=20, address=Address [addr=成都市郫都区]]
Person [name=tom, age=20, address=Address [addr=成都市郫都区]]
---------
Person [name=tom, age=20, address=Address [addr=成都市金牛区]]
Person [name=tom, age=20, address=Address [addr=成都市郫都区]]