深入了解Java對象的克隆
今天要介紹一個概念，對象的克隆。本篇有一定難度，請先做好心理準備。看不懂的話可以多看兩遍，還是不懂的話，可以在下方留言，我會看情況進行修改和補充。
克隆，自然就是將對象重新復制一份，那為什么要用克隆呢？什么時候需要使用呢？先來看一個小栗子：
簡單起見，我們這里用的是Goods類的簡單版本。
public class Goods {
private String title;
private double price;
public Goods(String aTitle, double aPrice){
title = aTitle;
price = aPrice;
}
public void setPrice(double price) {
this.price = price;
}
public void setTitle(String title) {
this.title = title;
}
//用于打印輸出商品信息
public void print(){
System.out.println("Title:"+title+" Price:"+price);
}
}
然后我們來使用這個類。
public class GoodsTest {
public static void main(String[] args){
Goods goodsA = new Goods("GoodsA",20);
Goods goodsB = goodsA;
System.out.println("Before Change:");
goodsA.print();
goodsB.print();
goodsB.setTitle("GoodsB");
goodsB.setPrice(50);
System.out.println("After Change:");
goodsA.print();
goodsB.print();
}
}
我們創(chuàng)建了一個Goods對象賦值給變量goodsA，然后又創(chuàng)建了一個Goods變量，并把goodsA賦值給它，先調用Goods的print方法輸出這兩個變量中的信息，然后調用Goods類中的setTitle和setPrice方法來修改goodsB中的對象內容，再輸出兩個變量中的信息，下面是輸出：
Before Change:
Title:GoodsA Price:20.0
Title:GoodsA Price:20.0
After Change:
Title:GoodsB Price:50.0
Title:GoodsB Price:50.0
這里我們發(fā)現了靈異事，我們明明修改的是goodsB的內容，可是goodsA的內容也同樣發(fā)生了改變，這究竟是為什么呢？別心急，且聽我慢慢道來。
在Java語言中，數據類型分為值類型（基本數據類型）和引用類型，值類型包括int、double、byte、boolean、char等簡單數據類型，引用類型包括類、接口、數組等復雜類型。使用等號賦值都是進行值傳遞的，如將一個整數型變量賦值給另一個整數型變量，那么后者將存儲前者的值，也就是變量中的整數值，對于基本類型如int,double,char等是沒有問題的，但是對于對象，則又是另一回事了，這里的goodsA和goodsB都是Goods類對象的變量，但是它們并沒有存儲Goods類對象的內容，而是存儲了它的地址，也就相當于C++中的指針，如果對于指針不了解，那我就再舉個栗子好了。我們之前舉過一個栗子，把計算機比作是倉庫管理員，內存比作是倉庫，你要使用什么類型的變量，就需要先登記，然后管理員才會把東西給你，但如果是給你分配一座房子呢？這時候不是把房子搬起來放到登記簿粒，而是登記下房子的地址，這里的地址就是我們的類對象變量里記錄的內容，所以，當我們把一個類對象變量賦值給另一個類對象變量，如goodsB = goodsA時，實際上只是把A指向的對象地址賦值給了B，這樣B也同樣指向這個地址，所以這時候，goodsA和goodsB操作的是同一個對象。
所以，如果只是簡單的賦值的話，之后對于goodsA和goodsB的操作都將影響同一個對象，這顯然不是我們的本意。也許你還會問，直接再new一個對象不就好了，確實如此，但有時候，如果我們需要保存一個goodsA的副本，那就不僅僅要new一個對象，還需要進行一系列賦值操作才能將我們的新對象設置成跟goodsA對象一樣，而且Goods類越復雜，這個操作將會越繁瑣，另外使用clone方法還進行本地優(yōu)化，效率上也會快很多，總而言之，就是簡單粗暴。
那如何使用克隆呢？這里我們就要介紹我們牛逼哄哄的Object類了，所有的類都是Object類的子類，雖然我們并沒有顯式聲明繼承關系，但所有類都難逃它的魔掌，它有兩個protected方法，其中一個就是clone方法。
下面我來展示一波正確的騷操作：
//要使用克隆方法需要實現Cloneable接口
public class Goods implements Cloneable{
private String title;
private double price;
public Goods(String aTitle, double aPrice){
title = aTitle;
price = aPrice;
}
public void setPrice(double price) {
this.price = price;
}
public void setTitle(String title) {
this.title = title;
}
public void print(){
System.out.println("Title:"+title+" Price:"+price);
}
//這里重載了接口的clone方法
@Override
protected Object clone(){
Goods g = null; //這里是異常處理的語句塊，可以先不用了解，只要知道是這樣使用就好，之后的文章中會有詳細的介紹
try{
g = (Goods)super.clone();
}catch (CloneNotSupportedException e){
System.out.println(e.toString());
}
return g;
}
}
其實修改的地方只有兩個，一個是定義類的時候實現了Cloneable接口，關于接口的知識在之后會有詳細說明，這里只要簡單理解為是一種規(guī)范就行了，然后我們重載了clone方法，并在里面調用了父類也就是（Object）的clone方法?？梢钥吹轿覀儾]有new一個新的對象，而是使用父類的clone方法進行克隆，關于try catch的知識這里不做過多介紹，之后會有文章做詳細說明，這里只需要理解為try語句塊里是一個可能發(fā)生錯誤的代碼，catch會捕獲這種錯誤并進行處理。
接下來我們再使用這個類的克隆方法：
public class GoodsTest {
public static void main(String[] args){
Goods goodsA = new Goods("GoodsA",20);
Goods goodsB = (Goods)goodsA.clone();
System.out.println("Before Change:");
goodsA.print();
goodsB.print();
goodsB.setTitle("GoodsB");
goodsB.setPrice(50);
System.out.println("After Change:");
goodsA.print();
goodsB.print();
}
}
我們僅僅是把賦值改成了調用goodsA的clone方法并進行類型轉換。輸出如下：
Before Change:
Title:GoodsA Price:20.0
Title:GoodsA Price:20.0
After Change:
Title:GoodsA Price:20.0
Title:GoodsB Price:50.0
看，這樣不就達到我們目的了嗎？是不是很簡單？
但是別高興的太早，關于克隆，還有一點內容需要介紹。
克隆分為淺克隆和深克隆。我們上面使用的只是淺克隆，那兩者有什么區(qū)別呢？這里再舉一個栗子，使用的是簡化版的Cart類：
public class Cart implements Cloneable{
//實例域
Goods goodsList = new Goods("",0);//簡單起見，這里只放了一個商品
double budget = 0.0;//預算
//構造函數
public Cart(double aBudget){
budget = aBudget;
}
//獲取預算
public double getBudget() {
return budget;
}
//修改預算
public void setBudget(double aBudget) {
budget = aBudget;
}
//這里只是簡單的將商品進行了賦值
public void addGoods(Goods goods){
goodsList = (Goods) goods.clone();
}
//這是為了演示加上的代碼，僅僅將商品標題修改成新標題
public void changeGoodsTitle(String title){
goodsList.setTitle(title);
}
//打印商品信息
public void print(){
System.out.print("Cart內的預算信息："+budget+" 商品信息：");
goodsList.print();
}
//重載clone方法
@Override
protected Object clone(){
Cart c = null;
try{
c = (Cart)super.clone();
}catch (CloneNotSupportedException e ){
e.printStackTrace();
}
return c;
}
}
這里將goodsList由數組改成了單個對象變量，僅僅用于演示方便，還增加了一個changeGoodsTitle方法，用于將商品的標題修改成另一個標題，接下來修改一下GoodsTest類：
public class GoodsTest {
public static void main(String[] args){
Goods goodsA = new Goods("GoodsA",20);//新建一個商品對象
Cart cartA = new Cart(5000);//新建一個購物車對象
cartA.addGoods(goodsA);//添加商品
Cart cartB = (Cart) cartA.clone();//使用淺克隆
//輸出修改前信息
System.out.println("Before Change:");
cartA.print();
cartB.print();
//修改購物車A中的商品標題
cartA.changeGoodsTitle("NewTitle"); //重新輸出修改后的信息
System.out.println("After Change:");
cartA.print();
cartB.print();
}
}
輸出信息：
Before Change:
Cart內的預算信息：5000.0 商品信息：Title:GoodsA Price:20.0
Cart內的預算信息：5000.0 商品信息：Title:GoodsA Price:20.0
After Change:
Cart內的預算信息：5000.0 商品信息：Title:NewTitle Price:20.0
Cart內的預算信息：5000.0 商品信息：Title:NewTitle Price:20.0
我們發(fā)現，雖然我們調用的是cartA中的方法修改購物車A中的商品信息，但購物車B中的信息同樣被修改了，這是因為使用淺克隆模式的時候，成員變量如果是對象等復雜類型時，僅僅使用的是值拷貝，就跟我們之前介紹的那樣，所以cartB雖然是cartA的一個拷貝，但是它們的成員變量goodsList卻共用一個對象，這樣就藕斷絲連了，顯然不是我們想要的效果，這時候就需要使用深拷貝了，只需要將Cart類的clone方法修改一下即可：
@Override
protected Object clone(){
Cart c = null;
try{
c = (Cart)super.clone();
c.goodsList = (Goods) goodsList.clone();//僅僅添加了這段代碼，將商品對象也進行了克隆
}catch (CloneNotSupportedException e ){
e.printStackTrace();
}
return c;
}
現在再來運行一下：
Before Change:
Cart內的預算信息：5000.0 商品信息：Title:GoodsA Price:20.0
Cart內的預算信息：5000.0 商品信息：Title:GoodsA Price:20.0
After Change:
Cart內的預算信息：5000.0 商品信息：Title:NewTitle Price:20.0
Cart內的預算信息：5000.0 商品信息：Title:GoodsA Price:20.0
這樣就得到了我們想要的結果了。
這樣，對象的拷貝就講完了。
嗎？
哈哈哈哈，不要崩潰，并沒有，還有一種更復雜的情況，那就是當你的成員變量里也包含引用類型的時候，比如Cart類中有一個CartB類的成員變量，CartB類中同樣存在引用類型的成員變量，這時候，就存在多層克隆的問題了。這里再介紹一個騷操作，只需要了解即可，那就是序列化對象。操作如下：
import java.io.*;
public class Cart implements Serializable{
//實例域
Goods goodsList = new Goods("",0);//簡單起見，這里只放了一個商品
double budget = 0.0;//預算
//構造函數
public Cart(double aBudget){
budget = aBudget;
}
//獲取預算
public double getBudget() {
return budget;
}
//修改預算
public void setBudget(double aBudget) {
budget = aBudget;
}
//這里只是簡單的將商品進行了賦值
public void addGoods(Goods goods){
goodsList = (Goods) goods.clone();
}
//這是為了演示加上的代碼，僅僅將商品標題修改成新標題
public void changeGoodsTitle(String title){
goodsList.setTitle(title);
}
//打印商品信息
public void print(){
System.out.print("Cart內的預算信息："+budget+" 商品信息：");
goodsList.print();
}
//這里是主要是騷操作
public Object deepClone() throws IOException, OptionalDataException,ClassNotFoundException {
// 將對象寫到流里
ByteArrayOutputStream bo = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream oo = new ObjectOutputStream(bo);
oo.writeObject(this);
// 從流里讀出來
ByteArrayInputStream bi = new ByteArrayInputStream(bo.toByteArray());
ObjectInputStream oi = new ObjectInputStream(bi);
return (oi.readObject());
}
}
關于這種方法我就不多做介紹了，大家只需要知道有這樣一種方法就行了，以后如果遇到了需要使用這種情況，就知道該怎樣處理了。
這里總結一下，對象的克隆就是把一個對象的當前狀態(tài)重新拷貝一份到另一個新對象中，兩個對象變量指向不同的對象，淺克隆僅僅調用super.clone()方法，對成員變量也只是簡單的值拷貝，所以當成員變量中有數組，對象等復雜類型的時候，就會存在藕斷絲連的混亂關系，深拷貝不僅僅調用super.clone()方法進行對象拷貝，將對象中的復雜類型同樣進行了拷貝，這樣兩個對象就再無瓜葛，井水不犯河水了。
至此，對象的克隆就真正的結束了，歡迎大家繼續(xù)關注！如有不懂的問題可以留言。也歡迎各位大佬來批評指正。喜歡我的教程的話記得動動小手點下推薦，也歡迎關注我的博客。
以上就是深入了解Java對象的克隆的詳細內容，更多關于Java 克隆的資料請關注腳本之家其它相關文章！
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