常范的对象克隆错误

一、常见错误1# ：多次拷贝字符串

测试所不能发现的一个错误是生成不可变(immutable)对象的多份拷贝。不可变对象是不可改变的，因此不需要拷贝它。最常用的不可变对象是String。

如果你必须改变一个String对象的内容，你应该使用StringBuffer。下面的代码会正常工作：

String s = new String ("Text here"); 

但是，这段代码性能差，而且没有必要这么复杂。你还可以用以下的方式来重写上面的代码：

String temp = "Text here";   
String s = new String (temp); 

但是这段代码包含额外的String，并非完全必要。更好的代码为：

String s = "Text here"; 

二、常见错误2#： 没有克隆(clone)返回的对象

封装(encapsulation)是面向对象编程的重要概念。不幸的是，Java为不小心打破封装提供了方便——Java允许返回私有数据的引用(reference)。下面的代码揭示了这一点：

 
import java.awt.Dimension;   
/***Example class.The x and y values should never*be negative.*/   
public class Example{   
　 private Dimension d = new Dimension (0, 0);   
　 public Example (){ }  
　 /*** Set height and width. Both height and width must be nonnegative * 
or an exception is thrown.*/   
　 public synchronized void setValues (int height,int width) throws IllegalArgumentException{   
if (height < 0 || width < 0)   
　 throw new IllegalArgumentException();   
　 d.height = height;   
d.width = width;   
　 }  
　 public synchronized Dimension getValues(){   
// Ooops! Breaks encapsulation   
return d;   
　 }   
} 

Example类保证了它所存储的height和width值永远非负数，试图使用setValues()方法来设置负值会触发异常。不幸的是，由于getValues()返回d的引用，而不是d的拷贝，你可以编写如下的破坏性代码：

Example ex = new Example();   
Dimension d = ex.getValues();   
d.height = -5;   
d.width = -10; 

现在，Example对象拥有负值了！如果getValues() 的调用者永远也不设置返回的Dimension对象的width 和height值，那么仅凭测试是不可能检测到这类的错误。

不幸的是，随着时间的推移，客户代码可能会改变返回的Dimension对象的值，这个时候，追寻错误的根源是件枯燥且费时的事情，尤其是在多线程环境中。

更好的方式是让getValues()返回拷贝：

public synchronized Dimension getValues(){   
return new Dimension (d.x, d.y);   
} 

现在，Example对象的内部状态就安全了。调用者可以根据需要改变它所得到的拷贝的状态，但是要修改Example对象的内部状态，必须通过setValues()才可以。

三、常见错误3#：不必要的克隆

我们现在知道了get方法应该返回内部数据对象的拷贝，而不是引用。但是，事情没有绝对：

/*** Example class.The value should never * be negative.*/   
public class Example{   
　 private Integer i = new Integer (0);   
　 public Example (){ }  
　 /*** Set x. x must be nonnegative* or an exception will be thrown*/   
　 public synchronized void setValues (int x) throws IllegalArgumentException{   
if (x < 0)   
　 throw new IllegalArgumentException();   
　 i = new Integer (x);   
　 }  
　 public synchronized Integer getValue(){   
// We can’t clone Integers so we makea copy this way.   
return new Integer (i.intValue());   
　 }   
} 

这段代码是安全的，但是就象在错误1#那样，又作了多余的工作。Integer对象，就象String对象那样，一旦被创建就是不可变的。因此，返回内部Integer对象，而不是它的拷贝，也是安全的。

方法getValue()应该被写为：

public synchronized Integer getValue(){   
// ’i’ is immutable, so it is safe to return it instead of a copy.   
return i;   
} 

Java程序比C++程序包含更多的不可变对象。JDK 所提供的若干不可变类包括：

• Boolean
• Byte
• Character
• Class
• Double
• Float
• Integer
• Long
• Short
• String
• 大部分的Exception的子类

四、常见错误4# ：自编代码来拷贝数组

Java允许你克隆数组，但是开发者通常会错误地编写如下的代码，问题在于如下的循环用三行做的事情，如果采用Object的clone方法用一行就可以完成：

public class Example{   
private int[] copy;   
/*** Save a copy of ’data’. ’data’ cannot be null.*/   
public void saveCopy (int[] data){   
copy = new int[data.length];   
for (int i = 0; i < copy.length; ++i)   
copy[i] = data[i];   
}   
} 

这段代码是正确的，但却不必要地复杂。saveCopy()的一个更好的实现是：

void saveCopy (int[] data){   
try{   
copy = (int[])data.clone();   
}catch (CloneNotSupportedException e){   
// Can’t get here. }   
} 

如果你经常克隆数组，编写如下的一个工具方法会是个好主意：

static int[] cloneArray (int[] data){   
try{   
return(int[])data.clone();   
}catch(CloneNotSupportedException e){   
// Can’t get here.   
}   
} 

这样的话，我们的saveCopy看起来就更简洁了：

void saveCopy (int[] data){   
copy = cloneArray ( data); } 
五、常见错误5#：拷贝错误的数据
有时候程序员知道必须返回一个拷贝，但是却不小心拷贝了错误的数据。由于仅仅做了部分的数据拷贝工作，下面的代码与程序员的意图有偏差：
import java.awt.Dimension;   
/*** Example class. The height and width values should never * be   
negative. */   
public class Example{   
static final public int TOTAL_VALUES = 10;   
private Dimension[] d = new Dimension[TOTAL_VALUES];   
public Example (){ }  
/*** Set height and width. Both height and width must be nonnegative * or
 an exception will be thrown. */   
public synchronized void setValues (int index, int height, int width) 
throws IllegalArgumentException{   
if (height < 0 || width < 0)   
throw new IllegalArgumentException();   
if (d[index] == null)   
d[index] = new Dimension();   
d[index].height = height;   
d[index].width = width;   
}  
public synchronized Dimension[] getValues()   
throws CloneNotSupportedException{   
return (Dimension[])d.clone();   
}   
} 
这儿的问题在于getValues()方法仅仅克隆了数组，而没有克隆数组中包含的Dimension对象，因此，虽然调用者无法改变内部的数组使其元素指向不同的Dimension对象，但是调用者却可以改变内部的数组元素(也就是Dimension对象)的内容。方法getValues()的更好版本为：
public synchronized Dimension[] getValues() throws CloneNotSupportedException{   
Dimension[] copy = (Dimension[])d.clone();   
for (int i = 0; i < copy.length; ++i){   
// NOTE: Dimension isn’t cloneable.   
if (d != null)   
copy[i] = new Dimension (d[i].height, d[i].width);   
}  
return copy;   
} 
在克隆原子类型数据的多维数组的时候，也会犯类似的错误。原子类型包括int,float等。简单的克隆int型的一维数组是正确的，如下所示：
public void store (int[] data) throws CloneNotSupportedException{   
this.data = (int[])data.clone();   
// OK   
} 
拷贝int型的二维数组更复杂些。Java没有int型的二维数组，因此一个int型的二维数组实际上是一个这样的一维数组：它的类型为int[]。简单的克隆int[][]型的数组会犯与上面例子中getValues()方法第一版本同样的错误，因此应该避免这么做。下面的例子演示了在克隆int型二维数组时错误的和正确的做法：
public void wrongStore (int[][] data) throws CloneNotSupportedException{   
　 this.data = (int[][])data.clone(); // Not OK!   
}  
public void rightStore (int[][] data){   
　 // OK!   
　 this.data = (int[][])data.clone();   
　 for (int i = 0; i < data.length; ++i){   
if (data != null)   
　 this.data[i] = (int[])data[i].clone();   
　 }   
} 
以上都是转载的东西，作为提醒自己以后注意点东西，最后加点自己的看法，虽然肤浅
对于上面的#2, 3, 5 点，我认为主要问题就是getValue() 获取的是对象引用， 在Effective Java 上面有比较详细的讲述，可不可写一个工具类，实现对象的深度拷贝呢，这样这些问题就不存在了。
对于#4， Arrays已经存在这样的拷贝数组方法了，可以不去发明新的轮子吧.