详解Java中的clone方法：原型模式(1)(2)

深拷贝 or 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。深拷贝和浅拷贝的原理如下图所示：

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：

Person p = new Person(23, "zhang");  
Person p1 = (Person) p.clone();  
 
String result = p.getName() == p1.getName()   
        ? "clone是浅拷贝的" : "clone是深拷贝的";  
 
System.out.println(result); 

打印结果为：

clone是浅拷贝的

所以，clone方法执行的是浅拷贝， 在编写程序时要注意这个细节。

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：

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;}  
 
}   
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));  
 
} 

在以上代码中， 有两个主要的类， 分别为Body和Face， 在Body类中， 组合了一个Face对象。当对Body对象进行clone时， 它组合的Face对象只进行浅拷贝。打印结果可以验证该结论：

body == body1 : false 
body.head == body1.head : true 

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。

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();  
    }  
}   
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));  
 
} 

打印结果为：

body == body1 : false 
body.head == body1.head : false 

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。

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