Java中的克隆(CLONE)

解读克隆

编程过程中我们常常遇到如下情况：假设有一个对象object，在某处又需要一个跟object一样的实例object2，强调的是object和object2是两个独立的实例，只是在开始的时候，他们是具有相同状态的（属性字段的值都相同），跟同卵双胞胎很相似。遇到这种情况的做法一般是，重新new一个对象object2,将 object的字段值赋予object2，可以说这种方法很土，我们可以使用clone方法克隆出一个跟object一样的object2，很高效。

误区：有人认为直接将对象object的引用赋予object2就解决问题了，即：object2=object; 这样的话两个引用仍然指向的是同一个对象，不是两个对象。

Java中跟克隆有关的两个类分别是Cloneable接口和Object类中的clone方法，通过两者的协作来实现克隆。首先看一下java api doc中关于Cloneable接口和Object类中的clone方法的描述：

java.lang.Cloneable 接口(以下源引JavaTM 2 Platform Standard Ed. 5.0 API DOC)

此类实现了 Cloneable 接口，以指示 Object.clone() 方法可以合法地对该类实例进行按字段复制。如果在没有实现 Cloneable 接口的实例上调用 Object 的 clone 方法，则会导致抛出 CloneNotSupportedException异常。

按照惯例，实现此接口的类应该使用公共方法重写 Object.clone（它是受保护的）。请参阅 Object.clone()，以获得有关重写此方法的详细信息。

注意，此接口不包含 clone 方法。因此，因为某个对象实现了此接口就克隆它是不可能的。即使 clone 方法是反射性调用的，也无法保证它将获得成功。

解读：Cloneable接口没有任何方法，仅是个标志接口(tagging interface)，若要具有克隆能力，实现Cloneable接口的类必须重写从Object继承来的clone方法，并调用Object的 clone方法（见下面Object#clone的定义），重写后的方法应为public 的。For example（标准写法）:

class CloneClass implements Cloneable{

　public int aInt;

//重写clone方法

　public Object clone(){

　　CloneClass o = null;

　　try{

　　　o = (CloneClass)super.clone();

　　}catch(CloneNotSupportedException e){

　　　e.printStackTrace();

　　}

　　return o;

　}

｝

protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException(以下源引JavaTM 2 Platform Standard Ed. 5.0 API DOC)

创建并返回此对象的一个副本。“副本”的准确含义可能依赖于对象的类。一般来说，对于任何对象 x，如果表达式：

x.clone() != x是正确的，则表达式： x.clone().getClass() == x.getClass()将为 true，但这些不是绝对条件。

一般情况下是： x.clone().equals(x)将为 true，但这不是绝对条件。

按照惯例，返回的对象应该通过调用 super.clone 获得。如果一个类及其所有的超类（Object 除外）都遵守此约定，则 x.clone().getClass() == x.getClass()。

按照惯例，此方法返回的对象应该独立于该对象（正被克隆的对象）。要获得此独立性，在 super.clone 返回对象之前，有必要对该对象的一个或多个字段进行修改。这通常意味着要复制包含正在被克隆对象的内部“深层结构”的所有可变对象，并使用对副本的引用替换对这些对象的引用。如果一个类只包含基本字段或对不变对象的引用，那么通常不需要修改 super.clone 返回的对象中的字段。

Object 类的 clone 方法执行特定的克隆操作。首先，如果此对象的类不能实现接口 Cloneable，则会抛出 CloneNotSupportedException。注意：所有的数组都被视为实现接口 Cloneable。否则，此方法会创建此对象的类的一个新实例，并像通过分配那样，严格使用此对象相应字段的内容初始化该对象的所有字段；这些字段的内容没有被自我克隆。所以，此方法执行的是该对象的“浅表复制”，而不“深层复制”操作。

Object 类本身不实现接口 Cloneable，所以在类为 Object 的对象上调用 clone 方法将会导致在运行时抛出异常。

解读：Object中的clone方法为 native，这也解释了上面提到的“高效”。实现Cloneable接口的类通过super.clone()调用来实现克隆能力（标准写法）。上文提到克隆是按属性字段复制的，如果对象的属性值为可变的引用（不可变：如基本类型，final类型的，可变：如对象的引用，数组引用），那原对象跟克隆后的对象将无法保持独立，因为他们的某个属性共同引用了一个对象，这就是“浅表复制”，这不是我们想要的，正常我们需要的是“深层复制 ”，即对对象的属性进行进一步的clone，for example:

public class A implements Cloneable {

public String a[];

public A(){

a=new String[2];

}

public Object clone() {

A o = null;

try {

o = (A) super.clone();

o.a=(String[])a.clone();//属性a的克隆，实现A类的深度克隆

} catch (CloneNotSupportedException e) {

e.printStackTrace();

}

return o;

}

如果把public String a[];改为public B a[]，如果我们想要得到彻底的拷贝，需要类B也要实现Cloneable接口，特别在遇到复杂类型时，比如Vector等，要注意容器中的对象，至于您是否需要深度复制以及复制多少层，都是根据具体需要来定的。

关联知识

Java修饰符访问权限一览

T1：修饰符的访问权限

this和super用法

this关键字代表对象自身，在程序中主要的使用用途有以下几个方面：

l 使用this关键字引用成员变量

l 使用this关键字在自身构造方法内部引用其它构造方法

l 使用this关键字代表自身类的对象

l 使用this关键字引用成员方法

super关键字，使用super关键字可以在子类中引用父类中的内容。主要的使用形式有以下几种：

l 在子类的构造方法内部引用父类的构造方法

l 在子类中调用父类中的成员方法

l 在子类中调用父类中的成员变量