Java中clone如何使用-创新互联
这期内容当中小编将会给大家带来有关Java中clone如何使用，文章内容丰富且以专业的角度为大家分析和叙述，阅读完这篇文章希望大家可以有所收获。
Cloneable接口
首先，Cloneable接口中并没有方法。它的存在意义一是让程序员注明当前对象可以clone，二是改变父类Object类中clone方法的行为：如果某个类实现了Cloneable，那么它的父类Object的clone方法可以调用，否则会抛出CloneNotSupportedException。(奇葩吧)
也就是说，如果我们要告诉用户，这个类是可以clone的，并且在我们的实现中需要调用super.clone，那么我们就必须实现Cloneable。
（然而，即使某个类实现了Cloneable，也不一定保证它就有clone方法，这是这个接口设计的奇葩之处之一，设计者可能是反社会吧）
我们的clone方法
需要重写clone方法的情况分为两类。
1：需要实现Cloneable接口。
2：只需要重写clone方法。
其中，第一种情况比较普遍。第二种可以看作为了讨论的完整性对第一种进行的补充。
需要实现Cloneable接口
考虑到clone方法是直接给用户用的，建议做到以下几点：
将限制符改为public；
将它的返回类型设置成子类类型（可以这么做是因为java允许covariant return type）；
接住CloneNotSupportedException并不再抛出（既然已经实现了Cloneable接口，就不会抛出这个异常，不然用户又要在
那里try-catch半天）。
@Override
public PhoneNumber clone() throws ... {
try {
return (PhoneNumber) super.clone();
} catch(CloneNotSupportedException e) {
throw new AssertionError(); // Can't happen
}
}注意，这里给出的是clone方法的大体写法，包括函数签名等，先让你有一个大略的方向。当我们按照以上三条搭好clone方法的框框后，具体如何去实现克隆的过程，下一节会举例详述。
注：如果当前类是final的，可以直接使用构造器来构造对象。（如果不是final的，那么可能还会有子类，子类再调用super.clone的时候就只能返回父类类型对象，就不太合适了，所以只有final类适合用构造器）
只需要重写clone方法
这个类可能是继承链上的一个中间类。此时该clone方法最好模拟Object.clone的行为，即：
限制符为protected；
不实现Cloneable；
抛出CloneNotSupportedException。
不同情景下的clone方法实现
首先，应熟悉Object.clone的行为（因为在我们自己的类中经常会调用super.clone，最终调用Object.clone）：浅拷贝。即：先创建一个新对象，然后将它的所有域初始化为待拷贝对象的域的对应值。
另外，所有数组都会实现Cloneable接口，T[].clone的返回类型也为T[]，行为与Object类似。（这是一个好用的feature，实现浅拷贝时会经常用到）
官方文档对clone的实现建议是：先调用super.clone创建对象；如果对象的域都是基本类型，则一切搞定；否则，如果对象是可变对象，则要将组成对象的"deep structure"的对象全部复制，然后将复制品的域引用指向这些复制后的对象。
上一节给出的PhoneNumber的clone属于前者（对象域为电话号码、区号等，为基本类型short），所以调用super.clone再加一个cast就可以搞定。
注意这个蓝色的deep structure，指明了clone方法实现的精髓。以下举两个例子，读者可细细品味。
案例一：Stack
public class Stack {
private Object[] elements;
private int size = 0;
private static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;
public Stack() {...}
public void push(Object e) {...}
public Object pop() {...}
private void ensureCapacity() {...} //omitted for simplicity
}如果在Stack的clone方法中，也简单地返回super.clone，会有一个严重的后果，就是在原对象中如果增删了元素，在复制对象中的size不变，但是实际上元素被增删了，违反了复制对象的invariant。
解决办法是将elements数组独立克隆：
@Override public Stack clone() {
try {
Stack result = (Stack) super.clone();
result.elements = elements.clone();
return result;
} catch (CloneNotSupportedException e) {
throw new AssertionError();
}
}两种方法的区别如下：（渣图……）
第一种方法对应左图，由于克隆后的对象的elements指向原对象中的数组，当原对象增删元素时，克隆后的对象的backing array也跟着自动变化。第二种方法对应右图，克隆后对象的数组和原对象的数组是互相独立的，当原对象增删元素时，克隆后的对象可以不受影响，因为它还保持原有的那些引用。虽然两种都是浅拷贝，但只有第二种符合不变性。而且第二种是容器类的一种常用做法，如ArrayList的copy constructor。
案例二：HashTable
在Stack的基础上再复杂一点，我们研究一个HashTable:
public class HashTable implements Cloneable {
private Entry[] buckets = ...;
private static class Entry {
final Object key;
Object value;
Entry next;
Entry(Object key, Object value, Entry next) {
this.key = key;
this.value = value;
this.next = next;
}
}
... // Remainder omitted
}如果我们照搬Stack的克隆方法，是否会有效呢？
@Override public HashTable clone() {
try {
HashTable result = (HashTable) super.clone();
result.buckets = buckets.clone();
return result;
} catch (CloneNotSupportedException e) {
throw new AssertionError();
}
}克隆后的HashTable有自己的array了，看起来好像没什么问题了。然而，HashTable使用的是Entry对象头尾相接的链表。克隆后Entry元素们还指向同样的对象，此时如果原table增删了元素，其实质是它将某些Entry指向了新Entry或指向null；由于克隆后的table与克隆前的table共享一套Entry对象，所以它的内部结构发生了同样的改变，但它并不知道自己发生了改变，这样就出现了奇怪的现象，比如说克隆后的table的size明明没变，却凭空多出/消失了一些元素。
HashTable original = new HashTable();
original.put(x, y);
HashTable cloned = original.clone();
original.remove(x); //cloned gets removed by one element too, but does not know of it!!
if(cloned.size() > 0){
doSomething(); //Danger! It's actually empty!!
}如图：
解决方法是将其中value的容器Entry做深拷贝。
public class HashTable implements Cloneable {
private Entry[] buckets = ...;
private static class Entry {
final Object key;
Object value;
Entry next;
Entry(Object key, Object value, Entry next) {
this.key = key;
this.value = value;
this.next = next;
// Recursively copy the linked list headed by this Entry
Entry deepCopy() {
return new Entry(key, value, next == null ? null : next.deepCopy());
}
}
@Override public HashTable clone() {
try {
HashTable result = (HashTable) super.clone();
result.buckets = new Entry[buckets.length];
for (int i = 0; i < buckets.length; i++)
if (buckets[i] != null)
result.buckets[i] = buckets[i].deepCopy();
return result;
} catch (CloneNotSupportedException e) {
throw new AssertionError();
}
}
... // Remainder omitted
}注：value指向的Object仍然没变，所以这种方法只是在一定程度上做深拷贝。由于HashTable直接操作的是Entry，将Entry这一层深拷贝即可。
由于上述deepCopy()方法容易引起stack overflow，作者建议使用iteration代替recursion.
//Iteratively copy the linked list headed by this Entry
Entry deepCopy() {
Entry result = new Entry(key, value, next);
for (Entry p = result; p.next != null; p = p.next)
p.next = new Entry(p.next.key, p.next.value, p.next.next);
return result;
}其他碎碎念
（非final类的）clone方法不应调用克隆后对象的nonfinal方法。若该类的子类重写了这个nonfinal方法，该方法有可能在子类创建完毕之前去调用它的一些方法/数据，可能会引起数据损坏。
如果类中有一个指向可变对象的final域，则以上的clone实现机制无法work，因为对象创建好以后无法再给final域assign一个值。
不可变类不应该支持clone，因为clone后的对象跟原对象没有区别。
其实一种比较好的方法是copy constructor或copy factory。它们没有Cloneable的那些奇葩性，不抛异常，而且可以搞定final域。
public Yum(Yum yum); //copy constructor public static Yum newInstance(Yum yum); //copy factory
一个更好的好处是，interface-based copy constructor或copy factory (称为conversion constructors / conversion factories)可以允许用户选择与原对象不同类的克隆对象。如
HashSet s = ...; new TreeSet(s); //将HashSet转换成TreeSet
上述就是小编为大家分享的Java中clone如何使用了，如果刚好有类似的疑惑，不妨参照上述分析进行理解。如果想知道更多相关知识，欢迎关注创新互联行业资讯频道。
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