第11条：谨慎地覆盖clone

clone 方法使用详解

clone顾名思义就是复制，在Java语言中， clone方法被对象调用，所以会复制对象。所谓的复制对象，首先要分配一个和源对象同样大小的空间，在这个空间中创建一个新的对象。java创建对象的方式：
1 使用new操作符创建一个对象
2 使用clone方法复制一个对象
那么这两种方式有什么相同和不同呢？ new操作符的本意是分配内存。程序执行到new操作符时，首先去看new操作符后面的类型，因为知道了类型，才能知道要分配多大的内存空间。分配完内存之后，再调用构造函数，填充对象的各个域，这一步叫做对象的初始化，构造方法返回后，一个对象创建完毕，可以把他的引用（地址）发布到外部，在外部就可以使用这个引用操纵这个对象。而clone在第一步是和new相似的，都是分配内存，调用clone方法时，分配的内存和源对象（即调用clone方法的对象）相同，然后再使用原对象中对应的各个域，填充新对象的域，填充完成之后，clone方法返回，一个新的相同的对象被创建，同样可以把这个新对象的引用发布到外部。

复制对象 or 复制引用

public class fz {
    public static void main(String[] args) {
        Person p = new Person(23, "zhang");  
        Person p1 = p;  
          
        System.out.println(p);  
        System.out.println(p1);  
    }
}

复制引用.png

当Person p1 = p;执行之后，通过打印结果可以看出，打印的地址值是相同的，既然地址值都是相同的，那么肯定是同一个对象。p和p1只是引用而已，他们都指向了一个相同的对象Person（23，“zhang”）。可以把这种现场叫做引用的复制。上面代码执行完成之后，内存中的情景如下图所示：

Paste_Image.png

而下面的代码是真真正正的克隆了一个对象。

public class fz1 {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Person p = new Person(23, "zhang");  
        Person p1 = (Person) p.clone();  
          
        System.out.println(p);  
        System.out.println(p1);  
    }
}

Paste_Image.png

从打印结果可以看出，两个对象的地址是不同的，也就是说创建了新的对象，而不是把原对象的地址赋给了一个新的引用变量。以上代码执行完成后，内存中的情景如下图所示：

Paste_Image.png

深拷贝 or 浅拷贝

深拷贝：复制对象
浅拷贝：复制引用（如果只是用Object中默认的clone方法，是浅拷贝）
上面的示例代码中，Person中有两个成员变量，分别是name和age， name是String类型， age是int类型。代码非常简单，如下所示：

public class Person implements Cloneable{
    private int age ;  
    private String name;  
      
    public Person(int age, String name) {  
        this.age = age;  
        this.name = name;  
    }  
      
    public Person() {}  
  
    public int getAge() {  
        return age;  
    }  
  
    public String getName() {  
        return name;  
    }  
      
    @Override  
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {  
        return (Person)super.clone();  
    } 
}

由于age是基本数据类型，那么对它的拷贝没有什么疑议，直接将一个4字节的整数值拷贝过来就行。但是name是String类型的，它只是一个引用，指向一个真正的String对象，那么对它的拷贝有两种方式：直接将源对象中的name的引用值拷贝给新对象的name字段，或者是根据原Person对象中的name指向的字符串对象创建一个新的相同的字符串对象，将这个新字符串对象的引用赋给新拷贝的Person对象的name字段。这两种拷贝方式分别叫做浅拷贝和深拷贝。

下面通过代码进行验证。如果两个Person对象的name的地址值相同，说明两个对象的name都指向同一个String对象，也就是浅拷贝，而如果两个对象的name的地址值不同，那么就说明指向不同的String对象，也就是在拷贝Person对象的时候，同时拷贝了name引用的String对象，也就是深拷贝。验证代码如下：

public class fz2 {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Person p = new Person(23, "zhang");  
        Person p1 = (Person) p.clone();  
          
        System.out.println("p.getName().hashCode() : " + p.getName().hashCode());  
        System.out.println("p1.getName().hashCode() : " + p1.getName().hashCode());  
          
        String result = p.getName().hashCode() == p1.getName().hashCode()   
                ? "clone是浅拷贝的" : "clone是深拷贝的";  
        System.out.println(result);  
    }
}

Paste_Image.png

覆盖Object中的clone方法，实现深拷贝

现在为了要在clone对象时进行深拷贝，那么就要Clonable接口，覆盖并实现clone方法，除了调用父类中的clone方法得到新的对象，还要将该类中的引用变量也clone出来。如果只是用Object中默认的clone方法，是浅拷贝的，再次以下面的代码验证：

public class fz4 {
    static class Body implements Cloneable {
        public Head head;
        public Body() {
        }
        public Body(Head head) {
            this.head = head;
        }
        @Override
        protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
            return super.clone();
        }
    }
    static class Head /* implements Cloneable */{
        public Face face;
        public Head() {
        }
        public Head(Face face) {
            this.face = face;
        }
    }
    
    static class Face{} 
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Body body = new Body(new Head());
        Body body1 = (Body) body.clone();
        System.out.println("body == body1 : " + (body == body1));
        System.out.println("body.head == body1.head : " + (body.head == body1.head));
    }
}

Paste_Image.png

在以上代码中，有两个主要的类，分别为Body和head，在Body类中，组合了一个head对象。当对Body对象进行clone时，它组合的head对象只进行浅拷贝。

如果要使Body对象在clone时进行深拷贝，那么就要在Body的clone方法中，将源对象引用的Head对象也clone一份。

public class fz4 {
    static class Body implements Cloneable {
        public Head head;
        public Body() {
        }
        public Body(Head head) {
            this.head = head;
        }
        @Override
        protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
//            return super.clone();
            Body newBody =  (Body) super.clone();  
            newBody.head = (Head) head.clone();  
            return newBody;
        }
    }
    static class Head  implements Cloneable {
        public Face face;
        public Head() {
        }
        public Head(Face face) {
            this.face = face;
        }
        
        @Override  
        protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {  
                return super.clone();  
        }  
    }
    
    static class Face{} 
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Body body = new Body(new Head());
        Body body1 = (Body) body.clone();
        System.out.println("body == body1 : " + (body == body1));
        System.out.println("body.head == body1.head : " + (body.head == body1.head));
    }
}

Paste_Image.png

由此可见， body和body1内的head引用指向了不同的Head对象，也就是说在clone Body对象的同时，也拷贝了它所引用的Head对象，进行了深拷贝。

真的是深拷贝吗？

如果想要深拷贝一个对象，这个对象必须要实现Cloneable接口，实现clone方法，并且在clone方法内部，把该对象引用的其他对象也要clone一份，这就要求这个被引用的对象必须也要实现Cloneable接口并且实现clone方法。
那么，按照上面的结论， Body类组合了Head类，而Head类组合了Face类，要想深拷贝Body类，必须在Body类的clone方法中将Head类也要拷贝一份，但是在拷贝Head类时，默认执行的是浅拷贝，也就是说Head中组合的Face对象并不会被拷贝。验证代码如下：

public class fz6 {
    static class Body implements Cloneable {
        public Head head;
        public Body() {
        }
        public Body(Head head) {
            this.head = head;
        }
        @Override
        protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
            Body newBody = (Body) super.clone();
            newBody.head = (Head) head.clone();
            return newBody;
        }
    }
    static class Head implements Cloneable {
        public Face face;
        public Head() {
        }
        public Head(Face face) {
            this.face = face;
        }
        @Override
        protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
            return super.clone();
        }
    }
    static class Face {}
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Body body = new Body(new Head(new Face()));
        Body body1 = (Body) body.clone();
        System.out.println("body == body1 : " + (body == body1));
        System.out.println("body.head == body1.head : " + (body.head == body1.head));
        System.out.println("body.head.face == body1.head.face : " + (body.head.face == body1.head.face));
    }
}

Paste_Image.png

内存结构图如下图所示：

Paste_Image.png

对于Body对象来说，其实应该算是深拷贝，因为对Body对象内所引用的其他对象（目前只有Head）都进行了拷贝，也就是说两个独立的Body对象内的head引用已经指向了独立的两个Head对象。但是，这对于两个Head对象来说，他们指向了同一个Face对象，这就说明，两个Body对象还是有一定的联系，并没有完全的独立。这应该说是一种不彻底的深拷贝。

如何进行彻底的深拷贝

于上面的例子来说，怎样才能保证两个Body对象完全独立呢？只要在拷贝Head对象的时候，也将Face对象拷贝一份就可以了。这需要让Face类也实现Cloneable接口，实现clone方法，并且在在Head对象的clone方法中，拷贝它所引用的Face对象。修改的部分代码如下：

   static class Head implements Cloneable {
        public Face face;
        public Head() {
        }
        public Head(Face face) {
            this.face = face;
        }
        @Override
        protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
            Head newHead =(Head)super.clone();
            newHead.face = (Face)face.clone();
            return newHead;
        }
    }
    static class Face implements Cloneable{
        @Override
        protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
            return super.clone();
        }
    }

Paste_Image.png

这说名两个Body已经完全独立了，他们间接引用的face对象已经被拷贝，也就是引用了独立的Face对象。
依此类推，如果Face对象还引用了其他的对象，比如说Mouth，如果不经过处理，Body对象拷贝之后还是会通过一级一级的引用，引用到同一个Mouth对象。同理，如果要让Body在引用链上完全独立，只能显式的让Mouth对象也被拷贝。到此，可以得到如下结论：如果在拷贝一个对象时，要想让这个拷贝的对象和源对象完全彼此独立，那么在引用链上的每一级对象都要被显式的拷贝。所以创建彻底的深拷贝是非常麻烦的，尤其是在引用关系非常复杂的情况下，或者在引用链的某一级上引用了一个第三方的对象，而这个对象没有实现clone方法，那么在它之后的所有引用的对象都是被共享的。举例来说，如果被Head引用的Face类是第三方库中的类，并且没有实现Cloneable接口，那么在Face之后的所有对象都会被拷贝前后的两个Body对象共同引用。假设Face对象内部组合了Mouth对象，并且Mouth对象内部组合了Tooth对象，内存结构如下图：

Paste_Image.png

至于彻底深拷贝，几乎是不可能实现的。有些专家级的程序员干脆从来不去覆盖clone方法，也从来不去调用它，除非拷贝数组。

public class ArrCopyTest {
        public static void main(String[] args) {
            String[] arr1=new String[]{"a","b","c"};
            ArrCopyTest.printArr(arr1);
            
            System.out.println("arr1copy8=arr1.clone()");
            String[] arr1copy8=arr1.clone();
            ArrCopyTest.printArr(arr1copy8);
            
            arr1[1]="well";//现在，我把原来数组arr1的值改变一下
            ArrCopyTest.printArr(arr1);
            ArrCopyTest.printArr(arr1copy8);
            
        }
        
        public static void printArr(String arr[]){
            if(arr==null){
                System.out.println("arr is null");
            }else{
                System.out.println("arr.hashCode is:"+arr.hashCode());
                for(int i=0;i<arr.length;i++){
                    System.out.println("arr["+i+"]:"+arr[i]);
                }
            }
        }
}

Paste_Image.png

复制对象 or 复制引用

public class fz {
    public static void main(String[] args) {
        Person p = new Person(23, "zhang");  
        Person p1 = p;  
          
        System.out.println(p);  
        System.out.println(p1);  
    }
}

复制引用.png

Paste_Image.png

而下面的代码是真真正正的克隆了一个对象。

public class fz1 {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Person p = new Person(23, "zhang");  
        Person p1 = (Person) p.clone();  
          
        System.out.println(p);  
        System.out.println(p1);  
    }
}

Paste_Image.png

深拷贝 or 浅拷贝

public class Person implements Cloneable{
    private int age ;  
    private String name;  
      
    public Person(int age, String name) {  
        this.age = age;  
        this.name = name;  
    }  
      
    public Person() {}  
  
    public int getAge() {  
        return age;  
    }  
  
    public String getName() {  
        return name;  
    }  
      
    @Override  
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {  
        return (Person)super.clone();  
    } 
}

public class fz2 {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Person p = new Person(23, "zhang");  
        Person p1 = (Person) p.clone();  
          
        System.out.println("p.getName().hashCode() : " + p.getName().hashCode());  
        System.out.println("p1.getName().hashCode() : " + p1.getName().hashCode());  
          
        String result = p.getName().hashCode() == p1.getName().hashCode()   
                ? "clone是浅拷贝的" : "clone是深拷贝的";  
        System.out.println(result);  
    }
}

Paste_Image.png

覆盖Object中的clone方法，实现深拷贝

public class fz4 {
    static class Body implements Cloneable {
        public Head head;
        public Body() {
        }
        public Body(Head head) {
            this.head = head;
        }
        @Override
        protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
            return super.clone();
        }
    }
    static class Head /* implements Cloneable */{
        public Face face;
        public Head() {
        }
        public Head(Face face) {
            this.face = face;
        }
    }
    
    static class Face{} 
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Body body = new Body(new Head());
        Body body1 = (Body) body.clone();
        System.out.println("body == body1 : " + (body == body1));
        System.out.println("body.head == body1.head : " + (body.head == body1.head));
    }
}

Paste_Image.png

在以上代码中，有两个主要的类，分别为Body和head，在Body类中，组合了一个head对象。当对Body对象进行clone时，它组合的head对象只进行浅拷贝。

如果要使Body对象在clone时进行深拷贝，那么就要在Body的clone方法中，将源对象引用的Head对象也clone一份。

public class fz4 {
    static class Body implements Cloneable {
        public Head head;
        public Body() {
        }
        public Body(Head head) {
            this.head = head;
        }
        @Override
        protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
//            return super.clone();
            Body newBody =  (Body) super.clone();  
            newBody.head = (Head) head.clone();  
            return newBody;
        }
    }
    static class Head  implements Cloneable {
        public Face face;
        public Head() {
        }
        public Head(Face face) {
            this.face = face;
        }
        
        @Override  
        protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {  
                return super.clone();  
        }  
    }
    
    static class Face{} 
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Body body = new Body(new Head());
        Body body1 = (Body) body.clone();
        System.out.println("body == body1 : " + (body == body1));
        System.out.println("body.head == body1.head : " + (body.head == body1.head));
    }
}

Paste_Image.png

由此可见， body和body1内的head引用指向了不同的Head对象，也就是说在clone Body对象的同时，也拷贝了它所引用的Head对象，进行了深拷贝。

真的是深拷贝吗？

public class fz6 {
    static class Body implements Cloneable {
        public Head head;
        public Body() {
        }
        public Body(Head head) {
            this.head = head;
        }
        @Override
        protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
            Body newBody = (Body) super.clone();
            newBody.head = (Head) head.clone();
            return newBody;
        }
    }
    static class Head implements Cloneable {
        public Face face;
        public Head() {
        }
        public Head(Face face) {
            this.face = face;
        }
        @Override
        protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
            return super.clone();
        }
    }
    static class Face {}
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Body body = new Body(new Head(new Face()));
        Body body1 = (Body) body.clone();
        System.out.println("body == body1 : " + (body == body1));
        System.out.println("body.head == body1.head : " + (body.head == body1.head));
        System.out.println("body.head.face == body1.head.face : " + (body.head.face == body1.head.face));
    }
}

Paste_Image.png

内存结构图如下图所示：

Paste_Image.png

如何进行彻底的深拷贝

   static class Head implements Cloneable {
        public Face face;
        public Head() {
        }
        public Head(Face face) {
            this.face = face;
        }
        @Override
        protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
            Head newHead =(Head)super.clone();
            newHead.face = (Face)face.clone();
            return newHead;
        }
    }
    static class Face implements Cloneable{
        @Override
        protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
            return super.clone();
        }
    }

Paste_Image.png

至于彻底深拷贝，几乎是不可能实现的。有些专家级的程序员干脆从来不去覆盖clone方法，也从来不去调用它，除非拷贝数组。

public class ArrCopyTest {
        public static void main(String[] args) {
            String[] arr1=new String[]{"a","b","c"};
            ArrCopyTest.printArr(arr1);
            
            System.out.println("arr1copy8=arr1.clone()");
            String[] arr1copy8=arr1.clone();
            ArrCopyTest.printArr(arr1copy8);
            
            arr1[1]="well";//现在，我把原来数组arr1的值改变一下
            ArrCopyTest.printArr(arr1);
            ArrCopyTest.printArr(arr1copy8);
            
        }
        
        public static void printArr(String arr[]){
            if(arr==null){
                System.out.println("arr is null");
            }else{
                System.out.println("arr.hashCode is:"+arr.hashCode());
                for(int i=0;i<arr.length;i++){
                    System.out.println("arr["+i+"]:"+arr[i]);
                }
            }
        }
}

Paste_Image.png

最后编辑于：2017.12.07 03:40:39

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道士缉凶录：失踪的卖姜人
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港岛之恋（遗憾婚礼）
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城市分裂传说
那天，我揣着相机与录音，去河边找鬼。笑死，一个胖子当着我的面吹牛，可吹牛的内容都是我干的。我是一名探鬼主播，决...
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双鸳鸯连环套：你想象不到人心有多黑
文/苍兰香墨我猛地睁开眼，长吁一口气：“原来是场噩梦啊……” “哼！你这毒妇竟也来了？” 一声冷哼从身侧响起，我...
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护林员之死
正文独居荒郊野岭守林人离奇死亡，尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋以下内容为张勋视角年9月15日...
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白月光启示录
正文我和宋清朗相恋三年，在试婚纱的时候发现自己被绿了。大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
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活死人
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正文年R本政府宣布，位于F岛的核电站，受9级特大地震影响，放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜，却给世界环境...
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文/苍兰香墨我抬头看了看天上的太阳。三九已至，却和暖如春，着一层夹袄步出监牢的瞬间，已是汗流浃背。一阵脚步声响...
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情欲美人皮
我被黑心中介骗来泰国打工，没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留，地道东北人。一个月前我还...
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代替公主和亲
正文我出身青楼，却偏偏与公主长得像，于是被迫代替她去往敌国和亲。传闻我的和亲对象是个残疾皇子，可洞房花烛夜当晚...
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第11条：谨慎地覆盖clone

clone 方法使用详解

复制对象 or 复制引用

深拷贝 or 浅拷贝

覆盖Object中的clone方法， 实现深拷贝

真的是深拷贝吗？

如何进行彻底的深拷贝

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真的是深拷贝吗？

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