Java clone() 浅克隆与深度克隆

以下文字转自：桔子园 http://www.blogjava.net/orangelizq/archive/2007/10/17/153573.html

 

 

     现在Clone已经不是一个新鲜词语了，伴随着“多莉”的产生这个词语确实很“火”过一阵子，在java中也有这么一个概念，它可以让我们很方便的“制造”出一个对象的副本来，下面来具体看看java中的Clone机制是如何工作的？
     1． Clone&Copy
     假设现在有一个Employee对象，Employee tobby =new Employee(“CMTobby”,5000)，通
常我们会有这样的赋值Employee cindyelf=tobby，这个时候只是简单了copy了一下reference，cindyelf和tobby都指向内存中同一个object，这样cindyelf或者tobby的一个操作都可能影响到对方。打个比方，如果我们通过cindyelf.raiseSalary()方法改变了salary域的值，那么tobby通过getSalary()方法得到的就是修改之后的salary域的值，显然这不是我们愿意看到的。我们希望得到tobby的一个精确拷贝，同时两者互不影响，这时候我们就可以使用Clone来满足我们的需求。Employee cindy=tobby.clone()，这时会生成一个新的Employee对象，并且和tobby具有相同的属性值和方法。
      2． Shallow Clone&Deep Clone
Clone是如何完成的呢？Object在对某个对象实施Clone时对其是一无所知的，它仅仅是简单地执行域对域的copy，这就是Shallow Clone。这样，问题就来了咯，以Employee为例，它里面有一个域hireDay不是基本型别的变量，而是一个reference变量，经过Clone之后就会产生一个新的Date型别的reference，它和原始对象中对应的域指向同一个Date对象，这样克隆类就和原始类共享了一部分信息，而这样显然是不利的，过程下图所示：

 

这个时候我们就需要进行deep Clone了，对那些非基本型别的域进行特殊的处理，例如本例中的hireDay。我们可以重新定义Clone方法，对hireDay做特殊处理，如下代码所示：

[java] view plaincopyprint?

1.    class Employee implements Cloneable  
2.   
3. {  
4.         public Object clone() throws CloneNotSupportedException  
5.         {  
6.          Employee cloned = (Employee) super.clone();  
7.       cloned.hireDay = (Date) hireDay.clone()  
8.       return cloned;  
9.         }  
10. }  

 

3． Clone()方法的保护机制

在Object中Clone()是被申明为protected的，这样做是有一定的道理的，以Employee

类为例，通过申明为protected，就可以保证只有Employee类里面才能“克隆”Employee对象，原理可以参考我前面关于public、protected、private的学习笔记。

4． Clone()方法的使用

Clone()方法的使用比较简单，注意如下几点即可：

a． 什么时候使用shallow Clone，什么时候使用deep Clone，这个主要看具体对象的域是什么性质的，基本型别还是reference variable

b． 调用Clone()方法的对象所属的类(Class)必须implements Clonable接口，否则在调用Clone方法的时候会抛出CloneNotSupportedException。

1.java里的clone分为： 
A:浅复制（浅克隆）: 浅复制仅仅复制所考虑的对象，而不复制它所引用的对象。 
b:深复制（深克隆）：深复制把要复制的对象所引用的对象都复制了一遍。 
Java中对象的克隆,为了获取对象的一份拷贝，我们可以利用Object类的clone()方法。必须要遵循下面三点 
1.在派生类中覆盖基类的clone()方法，并声明为public【Object类中的clone()方法为protected的】。 
2.在派生类的clone()方法中，调用super.clone()。 
3.在派生类中实现Cloneable接口。 

Object类里的clone方法是浅复制（浅克隆） 

浅复制（浅克隆）的例子如下： 

Java代码  

1. package com.test;  
2.   
3. //浅复制（浅克隆）: 浅复制仅仅复制所考虑的对象，而不复制它所引用的对象。  
4. //深复制（深克隆）：深复制把要复制的对象所引用的对象都复制了一遍。  
5. //  
6. //Java中对象的克隆,为了获取对象的一份拷贝，我们可以利用Object类的clone()方法。必须要遵循下面三点  
7. //1.在派生类中覆盖基类的clone()方法，并声明为public【Object类中的clone()方法为protected的】。  
8. //2.在派生类的clone()方法中，调用super.clone()。  
9. //3.在派生类中实现Cloneable接口。  
10.   
11. //[color=red]Object类里的clone方法是浅复制（浅克隆）[/color]public class CloneTest {  
12.   
13.     public static void main(String[] args) throws Exception{  
14.         //teacher对象将被clone出来的Student对象共享.  
15.         Teacher teacher = new Teacher();  
16.         teacher.setAge(40);  
17.         teacher.setName("Teacher zhang");  
18.           
19.         Student student1 = new Student();  
20.         student1.setAge(20);  
21.         student1.setName("zhangsan");  
22.         student1.setTeacher(teacher);  
23.           
24.         //复制出来一个对象student2  
25.         Student student2 = (Student)student1.clone();  
26.         System.out.println(student2.getAge());  
27.         System.out.println(student2.getName());  
28.           
29.           
30.         System.out.println("~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~");  
31.         System.out.println(student1.getTeacher().getAge());  
32.         System.out.println(student1.getTeacher().getName());  
33.           
34.           
35.         //修改student2的引用对象  
36.         student2.getTeacher().setAge(50);  
37.         student2.getTeacher().setName("Teacher Li");  
38.           
39.         System.out.println("~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~");  
40.         System.out.println(student1.getTeacher().getAge());  
41.         System.out.println(student1.getTeacher().getName());  
42.     }  
43. }  
44.   
45. class Teacher {  
46.     public int age;  
47.     public String name;  
48.       
49.     public int getAge() {  
50.         return age;  
51.     }  
52.     public void setAge(int age) {  
53.         this.age = age;  
54.     }  
55.     public String getName() {  
56.         return name;  
57.     }  
58.     public void setName(String name) {  
59.         this.name = name;  
60.     }  
61.       
62.       
63. }  
64.   
65. class Student implements Cloneable{  
66.       
67.     public int age ;  
68.     public String name;  
69.     public Teacher teacher;  
70.     public int getAge() {  
71.         return age;  
72.     }  
73.     public void setAge(int age) {  
74.         this.age = age;  
75.     }  
76.     public String getName() {  
77.         return name;  
78.     }  
79.     public void setName(String name) {  
80.         this.name = name;  
81.     }  
82.     public Teacher getTeacher() {  
83.         return teacher;  
84.     }  
85.     public void setTeacher(Teacher teacher) {  
86.         this.teacher = teacher;  
87.     }  
88.     @Override  
89.     public Object clone() throws CloneNotSupportedException {  
90.         return super.clone();  
91.     }  
92.       
93.       
94. }  
95. 输出结果为：  
96. 20  
97. zhangsan  
98. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~  
99. 40  
100. Teacher zhang  
101. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~  
102. 50  
103. Teacher Li  

2.深复制（深Clone）例子： 

Java代码  

1. package com.test1;  
2.   
3. //深clone  
4. public class DeepCloneTest {  
5.   
6.     public static void main(String[] args) throws Exception{  
7.         //teacher对象将不被clone出来的Student对象共享.  
8.         Teacher teacher = new Teacher();  
9.         teacher.setAge(40);  
10.         teacher.setName("Teacher zhang");  
11.           
12.         Student student1 = new Student();  
13.         student1.setAge(20);  
14.         student1.setName("zhangsan");  
15.         student1.setTeacher(teacher);  
16.           
17.         //复制出来一个对象student2  
18.         Student student2 = (Student)student1.clone();  
19.         System.out.println(student2.getAge());  
20.         System.out.println(student2.getName());  
21.           
22.           
23.         System.out.println("~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~");  
24.         System.out.println(student1.getTeacher().getAge());  
25.         System.out.println(student1.getTeacher().getName());  
26.           
27.           
28.         //修改student2的引用对象  
29.         student2.getTeacher().setAge(50);  
30.         student2.getTeacher().setName("Teacher Li");  
31.           
32.         System.out.println("~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~");  
33.         System.out.println(student1.getTeacher().getAge());  
34.         System.out.println(student1.getTeacher().getName());  
35.     }  
36. }  
37.   
38. class Teacher implements Cloneable{  
39.     public int age;  
40.     public String name;  
41.       
42.     public int getAge() {  
43.         return age;  
44.     }  
45.     public void setAge(int age) {  
46.         this.age = age;  
47.     }  
48.     public String getName() {  
49.         return name;  
50.     }  
51.     public void setName(String name) {  
52.         this.name = name;  
53.     }  
54.     @Override  
55.     public Object clone() throws CloneNotSupportedException {  
56.         return super.clone();  
57.     }  
58.       
59. }  
60.   
61. class Student implements Cloneable{  
62.       
63.     public int age ;  
64.     public String name;  
65.     public Teacher teacher;  
66.     public int getAge() {  
67.         return age;  
68.     }  
69.     public void setAge(int age) {  
70.         this.age = age;  
71.     }  
72.     public String getName() {  
73.         return name;  
74.     }  
75.     public void setName(String name) {  
76.         this.name = name;  
77.     }  
78.     public Teacher getTeacher() {  
79.         return teacher;  
80.     }  
81.     public void setTeacher(Teacher teacher) {  
82.         this.teacher = teacher;  
83.     }  
84.     @Override  
85.     public Object clone() throws CloneNotSupportedException {  
86.         Student student = (Student)super.clone();  
87.         //将引用的对象teacher也clone下  
88.         student.setTeacher((Teacher)(student.getTeacher().clone()));  
89.         return student;  
90.     }  
91.       
92.       
93. }  
94. 输出结果为：  
95. 20  
96. zhangsan  
97. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~  
98. 40  
99. Teacher zhang  
100. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~  
101. 40  
102. Teacher zhang  

3.利用序列化来做深复制,把对象写到流里的过程是序列化（Serilization）过程，而把对象从流中读出来的过程则叫做反序列化（Deserialization）过程。应当指出的是，写在流里的是对象的一个拷贝，而原对象仍然存在于JVM里面。，利用这个特性，可以做深拷贝 

Java代码  

1. package com.test3;  
2.   
3. import java.io.ByteArrayInputStream;  
4. import java.io.ByteArrayOutputStream;  
5. import java.io.ObjectInputStream;  
6. import java.io.ObjectOutputStream;  
7. import java.io.Serializable;  
8. //利用序列化来做深复制  
9. //深clone  
10. public class DeepCloneTest {  
11.   
12.     public static void main(String[] args) throws Exception{  
13.         //teacher对象将不被clone出来的Student对象共享.  
14.         Teacher teacher = new Teacher();  
15.         teacher.setAge(40);  
16.         teacher.setName("Teacher zhang");  
17.           
18.         Student student1 = new Student();  
19.         student1.setAge(20);  
20.         student1.setName("zhangsan");  
21.         student1.setTeacher(teacher);  
22.           
23.         //复制出来一个对象student2  
24.         Student student2 = (Student)student1.deepCopy();  
25.         System.out.println(student2.getAge());  
26.         System.out.println(student2.getName());  
27.           
28.           
29.         System.out.println("~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~");  
30.         System.out.println(student1.getTeacher().getAge());  
31.         System.out.println(student1.getTeacher().getName());  
32.           
33.           
34.         //修改student2的引用对象  
35.         student2.getTeacher().setAge(50);  
36.         student2.getTeacher().setName("Teacher Li");  
37.           
38.         System.out.println("~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~");  
39.         System.out.println(student1.getTeacher().getAge());  
40.         System.out.println(student1.getTeacher().getName());  
41.     }  
42. }  
43.   
44. class Teacher implements Serializable{  
45.       
46.     private static final long serialVersionUID = -8834559347461591191L;  
47.       
48.     public int age;  
49.     public String name;  
50.       
51.     public int getAge() {  
52.         return age;  
53.     }  
54.     public void setAge(int age) {  
55.         this.age = age;  
56.     }  
57.     public String getName() {  
58.         return name;  
59.     }  
60.     public void setName(String name) {  
61.         this.name = name;  
62.     }  
63.       
64. }  
65.   
66. class Student implements Serializable{  
67.       
68.     //serialVersionUID 如果你的对象序列化后存到硬盘上面后，可是后来你却更改了类的field(增加或减少或改名)，当你反序列化时，就会出现Exception的，这样就会造成不兼容性的问题。   
69.     //但当serialVersionUID相同时，它就会将不一样的field以type的缺省值赋值(如int型的是0,String型的是null等)，这个可以避开不兼容性的问题。所以最好给serialVersionUID赋值  
70.     private static final long serialVersionUID = 7991552226614088458L;  
71.       
72.     public int age ;  
73.     public String name;  
74.     public Teacher teacher;  
75.     public int getAge() {  
76.         return age;  
77.     }  
78.     public void setAge(int age) {  
79.         this.age = age;  
80.     }  
81.     public String getName() {  
82.         return name;  
83.     }  
84.     public void setName(String name) {  
85.         this.name = name;  
86.     }  
87.     public Teacher getTeacher() {  
88.         return teacher;  
89.     }  
90.     public void setTeacher(Teacher teacher) {  
91.         this.teacher = teacher;  
92.     }  
93.       
94.     public Object deepCopy() throws Exception{  
95.         //将该对象序列化成流,因为写在流里的是对象的一个拷贝，而原对象仍然存在于JVM里面。所以利用这个特性可以实现对象的深拷贝  
96.         ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();  
97.   
98.         ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);  
99.   
100.         oos.writeObject(this);  
101.   
102.         //将流序列化成对象  
103.         ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());  
104.   
105.         ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);  
106.   
107.         return ois.readObject();  
108.     }  
109.       
110.       
111. }  
112. 输出结果为：  
113. 20  
114. zhangsan  
115. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~  
116. 40  
117. Teacher zhang  
118. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~  
119. 40  
120. Teacher zhang