java之clone方法的使用

转载于：https://blog.csdn.net/rebirth_love/article/details/51792014

首先看一下jdk中对clone方法的解释：

大概意思是说：返回一个要克隆对象的副本，克隆的类型依赖被克隆对象，换句话说：克隆后的对象类型与被克隆对象的类型相同。

一、简单用法

只需要在需要clone的对象上实现（implements）Cloneable接口，然后再在类中加上clone方法，在方法中只需要调用super.clone()，根据自己的需要实现即可。

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print ?

1. public class Student implements Cloneable {  
2.     private String name;  
3.     private int age;  
4.     public String getName() {  
5.         return name;  
6.     }  
7.     public void setName(String name) {  
8.         this.name = name;  
9.     }  
10.     public int getAge() {  
11.         return age;  
12.     }  
13.     public void setAge(int age) {  
14.         this.age = age;  
15.     }  
16.       
17.     @Override  
18.     protected Student clone() throws CloneNotSupportedException {  
19.         return (Student)super.clone();  
20.     }  
21.       
22.     public static void main(String[] args) {  
23.         Student stu = new Student();  
24.         stu.setAge(1);  
25.         stu.setName("aa");  
26.         System.out.println(stu + " age: " + stu.getAge() + " name: " + stu.getName());  
27.         try {  
28.             Student sC = stu.clone();  
29.             System.out.println(sC + " sC.age: " + sC.getAge() + " sC.name: " + sC.getName());  
30.             sC.setAge(12);  
31.             sC.setName("bb");  
32.             System.out.println(stu + " age: " + stu.getAge() + " name: " + stu.getName());  
33.             System.out.println(sC + " sC.age: " + sC.getAge() + " sC.name: " + sC.getName());  
34.         } catch (CloneNotSupportedException e) {  
35.             // TODO Auto-generated catch block  
36.             e.printStackTrace();  
37.         }  
38.     }  
39. }  

public class Student implements Cloneable {
	private String name;
	private int age;
	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;
	}
	
	@Override
	protected Student clone() throws CloneNotSupportedException {
		return (Student)super.clone();
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		Student stu = new Student();
		stu.setAge(1);
		stu.setName("aa");
		System.out.println(stu + " age: " + stu.getAge() + " name: " + stu.getName());
		try {
			Student sC = stu.clone();
			System.out.println(sC + " sC.age: " + sC.getAge() + " sC.name: " + sC.getName());
			sC.setAge(12);
			sC.setName("bb");
			System.out.println(stu + " age: " + stu.getAge() + " name: " + stu.getName());
			System.out.println(sC + " sC.age: " + sC.getAge() + " sC.name: " + sC.getName());
		} catch (CloneNotSupportedException e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		}
	}
}

输出结果：

testClone.Student@15db9742 age: 1 name: aa
testClone.Student@6d06d69c sC.age: 1 sC.name: aa
testClone.Student@15db9742 age: 1 name: aa
testClone.Student@6d06d69c sC.age: 12 sC.name: bb

分析结果：1、根据输出结果中前边的类名，可以得出被克隆对象的与原来的对象是同一种类型。2、根据内存地址（hashcode）知道，被克隆对象的与原来的对象是存在于内存中的不同的两个对象。所以后边有一个赋值，对原来对象没有任何影响。

二、“影子”克隆与深度克隆

首先看一个例子：

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print ?

1. class Bag{//学生的书包  
2.     private int width;  
3.     private String logo;  
4.     public int getWidth() {  
5.         return width;  
6.     }  
7.     public void setWidth(int width) {  
8.         this.width = width;  
9.     }  
10.     public String getLogo() {  
11.         return logo;  
12.     }  
13.     public void setLogo(String logo) {  
14.         this.logo = logo;  
15.     }  
16. }  
17.   
18. public class Student2 implements Cloneable {  
19.     private String name;  
20.     private int age;  
21.     private Bag bag;  
22.       
23.     public Bag getBag() {  
24.         return bag;  
25.     }  
26.     public void setBag(Bag bag) {  
27.         this.bag = bag;  
28.     }  
29.     public String getName() {  
30.         return name;  
31.     }  
32.     public void setName(String name) {  
33.         this.name = name;  
34.     }  
35.     public int getAge() {  
36.         return age;  
37.     }  
38.     public void setAge(int age) {  
39.         this.age = age;  
40.     }  
41.       
42.     @Override  
43.     protected Student2 clone() throws CloneNotSupportedException {  
44.         return (Student2)super.clone();  
45.     }  
46.       
47.     public static void main(String[] args) {  
48.         Student2 stu = new Student2();  
49.         stu.setAge(1);  
50.         stu.setName("aa");  
51.         Bag b = new Bag();  
52.         b.setWidth(10);  
53.         b.setLogo("Nike");  
54.         stu.setBag(b);  
55.         printStudent(stu);  
56.         try {  
57.             Student2 sC = stu.clone();  
58.             printStudent(sC);  
59.             sC.setAge(12);  
60.             sC.setName("bb");  
61.             sC.getBag().setWidth(100);//改变书包的属性  
62.             sC.getBag().setLogo("JNike");  
63.             printStudent(stu);  
64.             printStudent(sC);  
65.         } catch (CloneNotSupportedException e) {  
66.             // TODO Auto-generated catch block  
67.             e.printStackTrace();  
68.         }  
69.     }  
70.       
71.     /** 
72.      * 输出 
73.      * @param stu 
74.      */  
75.     private static void printStudent(Student2 stu) {  
76.         System.out.println(stu + " age: " + stu.getAge() + " name: " + stu.getName() +   
77.                 " bag: " + stu.getBag() + "(" + stu.getBag().getLogo() + " width: " +   
78.                 stu.getBag().getWidth() + ")");  
79.     }  
80. }  

class Bag{//学生的书包
	private int width;
	private String logo;
	public int getWidth() {
		return width;
	}
	public void setWidth(int width) {
		this.width = width;
	}
	public String getLogo() {
		return logo;
	}
	public void setLogo(String logo) {
		this.logo = logo;
	}
}

public class Student2 implements Cloneable {
	private String name;
	private int age;
	private Bag bag;
	
	public Bag getBag() {
		return bag;
	}
	public void setBag(Bag bag) {
		this.bag = bag;
	}
	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;
	}
	
	@Override
	protected Student2 clone() throws CloneNotSupportedException {
		return (Student2)super.clone();
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		Student2 stu = new Student2();
		stu.setAge(1);
		stu.setName("aa");
		Bag b = new Bag();
		b.setWidth(10);
		b.setLogo("Nike");
		stu.setBag(b);
		printStudent(stu);
		try {
			Student2 sC = stu.clone();
			printStudent(sC);
			sC.setAge(12);
			sC.setName("bb");
			sC.getBag().setWidth(100);//改变书包的属性
			sC.getBag().setLogo("JNike");
			printStudent(stu);
			printStudent(sC);
		} catch (CloneNotSupportedException e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		}
	}
	
	/**
	 * 输出
	 * @param stu
	 */
	private static void printStudent(Student2 stu) {
		System.out.println(stu + " age: " + stu.getAge() + " name: " + stu.getName() + 
				" bag: " + stu.getBag() + "(" + stu.getBag().getLogo() + " width: " + 
				stu.getBag().getWidth() + ")");
	}
}

输出结果：

testClone.Student2@15db9742 age: 1 name: aa bag: testClone.Bag@6d06d69c(Nike width: 10)
testClone.Student2@7852e922 age: 1 name: aa bag: testClone.Bag@6d06d69c(Nike width: 10)
testClone.Student2@15db9742 age: 1 name: aa bag: testClone.Bag@6d06d69c(JNike width: 100)
testClone.Student2@7852e922 age: 12 name: bb bag: testClone.Bag@6d06d69c(JNike width: 100)

分析：发现是不是跟预期的不太一样，通过第二个同学改变书包，但是第一个同学的书包也被改变了。并且通过内存地址可知，他们是同一对象（书包）。原因：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，我们知道它们保存的仅仅是对象的引用，这也导致clone后的非基本类型变量和原始对 象中相应的变量指向的是同一个对象。 这就是所谓的“影子”克隆。

解决方案：深度克隆，既是对里边的引用也要克隆。以下是实现：

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print ?

1. class Bag implements Cloneable{//学生的书包  
2.     private int width;//宽  
3.     private String logo;//品牌  
4.     public int getWidth() {  
5.         return width;  
6.     }  
7.     public void setWidth(int width) {  
8.         this.width = width;  
9.     }  
10.     public String getLogo() {  
11.         return logo;  
12.     }  
13.     public void setLogo(String logo) {  
14.         this.logo = logo;  
15.     }  
16.       
17.     @Override  
18.     protected Bag clone() throws CloneNotSupportedException {  
19.         return (Bag)super.clone();  
20.     }  
21. }  
22.   
23. public class Student3 implements Cloneable {  
24.     private String name;  
25.     private int age;  
26.     private Bag bag;  
27.       
28.     public Bag getBag() {  
29.         return bag;  
30.     }  
31.     public void setBag(Bag bag) {  
32.         this.bag = bag;  
33.     }  
34.     public String getName() {  
35.         return name;  
36.     }  
37.     public void setName(String name) {  
38.         this.name = name;  
39.     }  
40.     public int getAge() {  
41.         return age;  
42.     }  
43.     public void setAge(int age) {  
44.         this.age = age;  
45.     }  
46.       
47.     @Override  
48.     protected Student3 clone() throws CloneNotSupportedException {  
49.         Student3 stu = (Student3)super.clone();  
50.         stu.bag = bag.clone();  
51.         return stu;  
52.     }  
53.       
54.     public static void main(String[] args) {  
55.         Student3 stu = new Student3();  
56.         stu.setAge(1);  
57.         stu.setName("aa");  
58.         Bag b = new Bag();  
59.         b.setWidth(10);  
60.         b.setLogo("Nike");  
61.         stu.setBag(b);  
62.         printStudent(stu);  
63.         try {  
64.             Student3 sC = stu.clone();  
65.             printStudent(sC);  
66.             sC.setAge(12);  
67.             sC.setName("bb");  
68.             sC.getBag().setWidth(100);//改变书包的属性  
69.             sC.getBag().setLogo("JNike");  
70.             printStudent(stu);  
71.             printStudent(sC);  
72.         } catch (CloneNotSupportedException e) {  
73.             // TODO Auto-generated catch block  
74.             e.printStackTrace();  
75.         }  
76.     }  
77.       
78.     /** 
79.      * 输出 
80.      * @param stu 
81.      */  
82.     private static void printStudent(Student3 stu) {  
83.         System.out.println(stu + " age: " + stu.getAge() + " name: " + stu.getName() +   
84.                 " bag: " + stu.getBag() + "(" + stu.getBag().getLogo() + " width: " +   
85.                 stu.getBag().getWidth() + ")");  
86.     }  
87. }  

class Bag implements Cloneable{//学生的书包
	private int width;//宽
	private String logo;//品牌
	public int getWidth() {
		return width;
	}
	public void setWidth(int width) {
		this.width = width;
	}
	public String getLogo() {
		return logo;
	}
	public void setLogo(String logo) {
		this.logo = logo;
	}
	
	@Override
	protected Bag clone() throws CloneNotSupportedException {
		return (Bag)super.clone();
	}
}

public class Student3 implements Cloneable {
	private String name;
	private int age;
	private Bag bag;
	
	public Bag getBag() {
		return bag;
	}
	public void setBag(Bag bag) {
		this.bag = bag;
	}
	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;
	}
	
	@Override
	protected Student3 clone() throws CloneNotSupportedException {
		Student3 stu = (Student3)super.clone();
		stu.bag = bag.clone();
		return stu;
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		Student3 stu = new Student3();
		stu.setAge(1);
		stu.setName("aa");
		Bag b = new Bag();
		b.setWidth(10);
		b.setLogo("Nike");
		stu.setBag(b);
		printStudent(stu);
		try {
			Student3 sC = stu.clone();
			printStudent(sC);
			sC.setAge(12);
			sC.setName("bb");
			sC.getBag().setWidth(100);//改变书包的属性
			sC.getBag().setLogo("JNike");
			printStudent(stu);
			printStudent(sC);
		} catch (CloneNotSupportedException e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		}
	}
	
	/**
	 * 输出
	 * @param stu
	 */
	private static void printStudent(Student3 stu) {
		System.out.println(stu + " age: " + stu.getAge() + " name: " + stu.getName() + 
				" bag: " + stu.getBag() + "(" + stu.getBag().getLogo() + " width: " + 
				stu.getBag().getWidth() + ")");
	}
}

输出：

testClone.Student3@15db9742 age: 1 name: aa bag: testClone.Bag@6d06d69c(Nike width: 10)
testClone.Student3@7852e922 age: 1 name: aa bag: testClone.Bag@4e25154f(Nike width: 10)
testClone.Student3@15db9742 age: 1 name: aa bag: testClone.Bag@6d06d69c(Nike width: 10)
testClone.Student3@7852e922 age: 12 name: bb bag: testClone.Bag@4e25154f(JNike width: 100)

与我们期望的相同了。

三、是不是万事大吉了？

注意：要知道不是所有的类都能实现深度clone的。例如，StringBuffer，看一下 JDK API中关于StringBuffer的说明，StringBuffer没有重载clone()方法，更为严重的是StringBuffer还是一个 final类，这也是说我们也不能用继承的办法间接实现StringBuffer的clone。如果一个类中包含有StringBuffer类型对象或和 StringBuffer相似类的对象，我们有两种选择：要么只能实现影子clone，要么自己重新生成对象： new StringBuffer(oldValue.toString()); 进行赋值。

你是不是想问上边例子中的String呢，难道实现了clone？（查询String.java源码，发现并没有）通过以下的例子为你解答疑惑：

[java] view plain copy

print ?

1. class StrCloneDemo implements Cloneable {  
2.     public String str;  
3.     public StringBuffer strBuff;  
4.   
5.     public Object clone() throws CloneNotSupportedException {  
6.         return (StrCloneDemo) super.clone();  
7.     }  
8. }  
9.   
10. public class StrCloneDemoTest {  
11.     public static void main(String[] a) {  
12.         StrCloneDemo scd1 = new StrCloneDemo();  
13.         scd1.str = new String("abcdefghijk");  
14.         scd1.strBuff = new StringBuffer("rstuvwxyz");  
15.         System.out.println("before clone,scd1.str = " + scd1.str);  
16.         System.out.println("before clone,scd1.strBuff = " + scd1.strBuff);  
17.   
18.         StrCloneDemo scd2 = null;  
19.         try {  
20.             scd2 = (StrCloneDemo) scd1.clone();  
21.         } catch (CloneNotSupportedException e) {  
22.             e.printStackTrace();  
23.         }  
24.         scd2.str = scd2.str.substring(0, 3);  
25.         scd2.strBuff = scd2.strBuff.append("RSTUVWXYZ");  
26.           
27.         System.out.println("******************************************");  
28.         System.out.println("after clone,scd1.str = " + scd1.str);  
29.         System.out.println("after clone,scd1.strBuff = " + scd1.strBuff);  
30.           
31.         System.out.println("******************************************");  
32.         System.out.println("after clone,scd2.str = " + scd2.str);  
33.         System.out.println("after clone,scd2.strBuff = " + scd2.strBuff);  
34.     }  
35. }  

class StrCloneDemo implements Cloneable {
	public String str;
	public StringBuffer strBuff;

	public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
		return (StrCloneDemo) super.clone();
	}
}

public class StrCloneDemoTest {
	public static void main(String[] a) {
		StrCloneDemo scd1 = new StrCloneDemo();
		scd1.str = new String("abcdefghijk");
		scd1.strBuff = new StringBuffer("rstuvwxyz");
		System.out.println("before clone,scd1.str = " + scd1.str);
		System.out.println("before clone,scd1.strBuff = " + scd1.strBuff);

		StrCloneDemo scd2 = null;
		try {
			scd2 = (StrCloneDemo) scd1.clone();
		} catch (CloneNotSupportedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		scd2.str = scd2.str.substring(0, 3);
		scd2.strBuff = scd2.strBuff.append("RSTUVWXYZ");
		
		System.out.println("******************************************");
		System.out.println("after clone,scd1.str = " + scd1.str);
		System.out.println("after clone,scd1.strBuff = " + scd1.strBuff);
		
		System.out.println("******************************************");
		System.out.println("after clone,scd2.str = " + scd2.str);
		System.out.println("after clone,scd2.strBuff = " + scd2.strBuff);
	}
}

输出：

before clone,scd1.str = abcdefghijk
before clone,scd1.strBuff = rstuvwxyz
******************************************
after clone,scd1.str = abcdefghijk
after clone,scd1.strBuff = rstuvwxyzRSTUVWXYZ
******************************************
after clone,scd2.str = abc
after clone,scd2.strBuff = rstuvwxyzRSTUVWXYZ

分析：String类型的变量好象已经实现了深度clone，因为对scd2.str的改动并没有影响到scd1.str！实质上，在clone的时候scd1.str与scd2.str仍然是引用，而且都指向了同一个 String对象。但在执行c2.str = c2.str.substring(0,5)的时候，生成了一个新的String类型，然后又赋回给scd2.str。这是因为String被 Sun公司的工程师写成了一个不可更改的类（immutable class），在所有String类中的函数都不能更改自身的值。类似的，String类中的其它方法也是如此，都是生成一个新的对象返回。当然StringBuffer还是原来的对象。