Java-对象克隆

1. 为什么要克隆

在java中，我们通过直接=等号赋值的方法来拷贝，如果是基本数据类型是没有问题的，例如

int i = 1;
int j = 0;
j = i; // 直接=等号赋值，这样是没有问题的

但是如果是引用数据类型，我们拷贝的就是引用，而不是真正的对象

拷贝引用的后果就是这两个引用指的还是同一个对象

1. 例如如下代码；

class Person {
    private String personName;
    private int age;
    private Integer salary;
    private Car car;
    getset方法，构造器，toString方法
}
class Car{
    private String carName;
    private int price;
    getset方法，构造器，toString方法
}
public class CloneTest{
    public static void main(String[] args) {
        Person p1 = new Person("zxj",21,8000,new Car("bmw",200000));
        Person p2 = p1;

        System.out.println(p1);
        System.out.println(p2);

        p2.setAge(10);

        System.out.println(p1);
        System.out.println(p2);
    }
}

2. 打印输出

我们可以看到我们仅仅修改了p2的年龄，但是p1的年龄也随之修改了，这就是需要克隆的原因，我们需要一个新的Person对象。

Person{personName='zxj', age=21, salary=8000, car=Car{carName='bmw', price=200000}}

Person{personName='zxj', age=21, salary=8000, car=Car{carName='bmw', price=200000}}

Person{personName='zxj', age=10, salary=8000, car=Car{carName='bmw', price=200000}}

Person{personName='zxj', age=10, salary=8000, car=Car{carName='bmw', price=200000}}

2. 我们先说第一种实现方法，浅拷贝：实现Cloneable接口，并重写Clone方法

注意：clone方法是Object类的方法，并不是Cloneable接口的方法，实现接口只是为了说明这个类是可克隆的。

1. 我们重写clone方法，并实现接口，clone方法中调用super.clone()

我们可以看一下父类的clone方法，诶，是native修饰的本地方法，看不了~

class Person implements Cloneable {
    private String personName;
    private int age;
    private Integer salary;
    private Car car;

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
    getset方法，构造器，toString方法

2. 我们之后在调用p1.clone()方法来对p2进行赋值

public class CloneTest{
    public static void main(String[] args) {
        Person p1 = new Person("zxj",21,8000,new Car("bmw",200000));
        Person p2 = null;
        try {
            //会抛异常我们给catch掉
            //clone方法返回是Object类型的，所以需要强转成Person类型
            p2 = (Person) p1.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(p1);
        System.out.println(p2);

        p2.setAge(10);

        System.out.println(p1);
        System.out.println(p2);
    }
}

3. 这时我们再来运行,我们可以看到这次修改只修改了p2的age的值

Person{personName='zxj', age=21, salary=8000, car=Car{carName='bmw', price=200000}}

Person{personName='zxj', age=21, salary=8000, car=Car{carName='bmw', price=200000}}

Person{personName='zxj', age=21, salary=8000, car=Car{carName='bmw', price=200000}}

Person{personName='zxj', age=10, salary=8000, car=Car{carName='bmw', price=200000}}

4. 但是，当我们修改car的price的值的时候，发现也是相同的问题，

p2.getCar().setPrice(1000);

所以我们也需要为Car重复上面的那一套，实现Cloneable接口，并重写clone方法

3. 我们接下来说第二种方法，深拷贝

对于第一种来说,我们表面上看似是没有什么问题，但是我们修改的仅仅是基础数据类型，如果我们修改引用数据类型，例如List，Car，等等，

我们会发现依旧是修改p2之后，p1也跟着修改

例如：

• 我们在Person类中添加一个List list字段，代码就不放了

public class CloneTest{
    public static void main(String[] args) {
        Person p1 = new Person("zxj",21,8000,new ArrayList(),new Car("bmw",200000));
        Person p2 = null;
        try {
            p2 = (Person) p1.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(p1);
        System.out.println(p2);

        p2.getList().add("1");
        p2.getCar().setCarName("宝马");
        p2.getCar().setPrice(100);

        System.out.println(p1);
        System.out.println(p2);

    }
}

• 此时我们可以观察输出的结果:我们可以看到，对于list我们对p2的list执行的add，但是影响到了p1的list，还有car的carName

Person{personName='zxj', age=21, salary=8000, list=[], car=Car{carName='bmw', price=200000}}

Person{personName='zxj', age=21, salary=8000, list=[], car=Car{carName='bmw', price=200000}}

Person{personName='zxj', age=21, salary=8000, list=[1], car=Car{carName='宝马', price=100}}

Person{personName='zxj', age=21, salary=8000, list=[1], car=Car{carName='宝马', price=100}}

这是因为我们在在clone的时候，实际上时对类中的每个属性都进行一次=等号，赋值

age = age;  // 对于基础数据来说，就和开篇提到的，是没有问题的
list = list;// 此时可以看出对于引用数据类型，此时直接等号还是赋值的是地址，还是会有影响
car = car;

这就又回到了我们最开始的问题，如果是引用类型，复制的就是引用，而不是对象

1. 我们先说一种解决办法

我们在Person调用clone方法的时候，再调用一次Car的clone方法

class Person implements Cloneable {
      。。。省略了其他属性
    private List list;
    private Car car;
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        //首先拿到克隆到的person对象
        Person person = (Person) super.clone();
        //接下来我们对克隆到的person对象的car对象进行复制，调用原本car的clone方法进行复制
        person.car = (Car) this.car.clone();
        //然后将我们修改后的克隆person对象返回出去
        return person;
    }

• 我们再进行测试:我们可以看到，对于car来说，我们的拷贝是没有问题了，但是这样子是不是太麻烦了！！！

Person{personName='zxj', age=21, salary=8000, list=[], car=Car{carName='bmw', price=200000}}

Person{personName='zxj', age=21, salary=8000, list=[], car=Car{carName='bmw', price=200000}}

Person{personName='zxj', age=21, salary=8000, list=[1], car=Car{carName='bmw', price=200000}}

Person{personName='zxj', age=21, salary=8000, list=[1], car=Car{carName='宝马', price=100}}

2. 我们就说另外一种方法，也是正经的方法，通过序列化实现，不知道序列化是啥的可以看我之前的一篇文章

https://www.cnblogs.com/flower1360/p/13563411.html

我们可以将对象序列化输出出去，在读入进来，这时候读进来的就是一个新的对象了

1. 实现Serializable 接口

首先对于序列化来说，我们的类都必须实现Serializable 接口

class Person implements Serializable {
    private String personName;
    private int age;
    private Integer salary;
    private List list;
    private Car car;
    //依旧getset等等的方法就不写啦
}

class Car implements Serializable{
    private String carName;
    private int price;
}

public class CloneTest1{
    public static void main(String[] args) {
        Person p1 = new Person("zxj",21,8000,new ArrayList(),new Car("bmw",200000));
        Person p2 = null;
        System.out.println(p1);
        System.out.println(p2);

        System.out.println(p1);
        System.out.println(p2);

    }
}

2. 抽取工具类

因为Clone方法比较通用，我们可以抽取成一个工具类出来

class CopyUtils{
    private CopyUtils() { }

    @SuppressWarnings("unchecked")
    public static <T extends Serializable> T clone(T obj) throws Exception {
        //字节数组输出流在内存中创建一个字节数组缓冲区，所有发送到输出流的数据保存在该字节数组缓冲区中。
        ByteArrayOutputStream bout = new ByteArrayOutputStream();
        //使用对象输出流进行包装
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bout);
        //使用对象流将我们的对象输出到缓存中
        oos.writeObject(obj);

        //toByteArray();创建一个新分配的字节数组。数组的大小和当前输出流的大小，内容是当前输出流的拷贝。
        //new ByteArrayInputStream(...);字节数组输入流在内存中创建一个字节数组缓冲区，从输入流读取的数据保存在该字节数组缓冲区中,接收字节数组作为参数创建。
        ByteArrayInputStream bin = new ByteArrayInputStream(bout.toByteArray());
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bin);
        //读取一个对象，并返回出去
        return (T) ois.readObject();
    }
}

3. 接下来就是测试啦:

我们看到无论是list还是我们的car修改都是只修改本身的

public class CloneTest1{
    public static void main(String[] args) {
        Person p1 = new Person("zxj",21,8000,new ArrayList(),new Car("bmw",200000));
        Person p2 = null;
        try {
            p2 = CopyUtils.clone(p1);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(p1);
        System.out.println(p2);

        p2.getCar().setCarName("宝马");
        p2.getList().add("1");

        System.out.println(p1);
        System.out.println(p2);

    }
}

Person{personName='zxj', age=21, salary=8000, list=[], car=Car{carName='bmw', price=200000}}

Person{personName='zxj', age=21, salary=8000, list=[], car=Car{carName='bmw', price=200000}}

Person{personName='zxj', age=21, salary=8000, list=[], car=Car{carName='bmw', price=200000}}

Person{personName='zxj', age=21, salary=8000, list=[1], car=Car{carName='宝马', price=200000}}