Java中的clone()和Cloneable接口实例

clone()和Cloneable接口

clone顾名思义就是克隆，即，复制一个相等的对象，但是不同的引用地址。

我们知道拿到一个对象的地址，只要提供相应的方法就可以修改这个对象，但是如果我们想要得到这个对象去修改它，又想保留这个对象原来的属性，这是就可以使用clone()，它会复制一个内容相同的对象而具有不同内存地址。

Cloneable接口，就是我们要使用clone()必须实现的接口，不然会抛出异常。

public class Bean implements Cloneable {
   private String a;
   public Bean(String a) {
       this.a = a;
   }

public String getA() {
       return a;
   }

@Override
   protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
       return super.clone();
   }

@Override
   public boolean equals(Object o) {
       if(o instanceof Bean){
           Bean bean = (Bean) o;
           return bean.getA().equals(a);
       }
       return false;
   }
}

在Cloneable 接口中并没有给我们定义任何方法

这里需要重写clone()方法

protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
       if (!(this instanceof Cloneable)) {
           throw new CloneNotSupportedException("Class " + getClass().getName() +
                                                " doesn't implement Cloneable");
       }
       return internalClone();
   }

它是Object类里面的native方法，它是protected的，根据需要可以写为public，可以看到如果不实现Cloneable接口将会抛出CloneNotSupportedException 异常。

测试一下

try {
           Bean a = new Bean("lzy");
           Bean b = a;
           Bean c = (Bean) a.clone();

Log.i(TAG, "onCreate: " + (a == b));         //true
           Log.i(TAG, "onCreate: " + (a.equals(b)));    //true

Log.i(TAG, "onCreate: " + (a == c));         //false
           Log.i(TAG, "onCreate: " + (a.equals(c)));    //true

} catch (CloneNotSupportedException e) {
           e.printStackTrace();
       }

可以看到克隆出来的类的地址是不同的，而内容是相同的。

下面修改一下，在Bean加一个成员变量ChildBean

public class ChildBean implements Cloneable {
   private String c;
   public String getC() {
       return c;
   }
   public ChildBean(String c) {
       this.c = c;
   }
   @Override
   public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
       return super.clone();
   }
   @Override
   public boolean equals(Object o) {
       if (o instanceof ChildBean) {
           ChildBean bean = (ChildBean) o;
           return bean.getC().equals(c);
       }
       return false;
   }
}

public class Bean implements Cloneable {
   private String a;
   private ChildBean childBean;
   public Bean(String a, ChildBean childBean) {
       this.a = a;
       this.childBean = childBean;
   }
   public String getA() {
       return a;
   }

public ChildBean getChildBean() {
       return childBean;
   }

@Override
   public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
       return super.clone();
   }

@Override
   public boolean equals(Object o) {
       if (o instanceof Bean) {
           Bean bean = (Bean) o;
           return bean.getA().equals(a);
       }
       return false;
   }
}

Bean a = new Bean("lzy", new ChildBean("child"));
           Bean b = a;
           Bean c = (Bean) a.clone();

Log.i(TAG, "onCreate: " + (a.getChildBean() == b.getChildBean()));         //true
           Log.i(TAG, "onCreate: " + (a.getChildBean().equals(b.getChildBean())));    //true

Log.i(TAG, "onCreate: " + (a.getChildBean() == c.getChildBean()));         //true
           Log.i(TAG, "onCreate: " + (a.getChildBean().equals(c.getChildBean())));    //true

测试发现有一个结果不是我们所预期的，这意味着并没有真正克隆ChildBean，只是克隆的它的内存地址，导致两个具有相同的内存地址，这也就是浅克隆，此时我们需要的是深克隆，需要按照下面方法修改，重写clone()方法

 @Override
   public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
       Bean bean = (Bean) super.clone();
       bean.childBean = (ChildBean) bean.childBean.clone();
       return bean;
   }

但是这样做如果有很多层的类，那每一层都需要去重写，显得很麻烦。所以我们可以用下面的工具类来实现

public class BeanUtil {
   public static <T> T cloneTo(T src) throws RuntimeException {
       ByteArrayOutputStream memoryBuffer = new ByteArrayOutputStream();
       ObjectOutputStream out = null;
       ObjectInputStream in = null;
       T dist = null;
       try {
           out = new ObjectOutputStream(memoryBuffer);
           out.writeObject(src);
           out.flush();
           in = new ObjectInputStream(new ByteArrayInputStream(memoryBuffer.toByteArray()));
           dist = (T) in.readObject();
       } catch (Exception e) {
           throw new RuntimeException(e);
       } finally {
           if (out != null)
               try {
                   out.close();
                   out = null;
               } catch (IOException e) {
                   throw new RuntimeException(e);
               }
           if (in != null)
               try {
                   in.close();
                   in = null;
               } catch (IOException e) {
                   throw new RuntimeException(e);
               }
       }
       return dist;
   }
}

Bean a = new Bean("lzy", new ChildBean("child"));
       Bean b = BeanUtil.cloneTo(a);
       Log.i(TAG, "onCreate: " + (a.getChildBean() == b.getChildBean()));         //false
       Log.i(TAG, "onCreate: " + (a.getChildBean().equals(b.getChildBean())));    //true

这样就可以很轻松的得到我们预期的结果，但是记得每一个类都要去 实现Serializable接口。

Cloneable和clone()的总结

1.Cloneable 的用途

Cloneable和Serializable一样都是标记型接口，它们内部都没有方法和属性，implements Cloneable表示该对象能被克隆，能使用Object.clone()方法。如果没有implements Cloneable的类调用Object.clone()方法就会抛出CloneNotSupportedException。

2.克隆的分类

(1)浅克隆（shallow clone），浅拷贝是指拷贝对象时仅仅拷贝对象本身和对象中的基本变量，而不拷贝对象包含的引用指向的对象。

(2)深克隆（deep clone），深拷贝不仅拷贝对象本身，而且拷贝对象包含的引用指向的所有对象。

举例区别一下：对象A1中包含对B1的引用，B1中包含对C1的引用。浅拷贝A1得到A2，A2中依然包含对B1的引用，B1中依然包含对C1的引用。深拷贝则是对浅拷贝的递归，深拷贝A1得到A2，A2中包含对B2（B1的copy）的引用，B2中包含对C2（C1的copy）的引用。

3.克隆的举例

要让一个对象进行克隆，其实就是两个步骤：

1.让该类实现java.lang.Cloneable接口；

2.重写（override）Object类的clone()方法。

public class Wife implements Cloneable {  
   private int id;  
   private String name;  
   public int getId() {  
       return id;  
   }  
   public void setId(int id) {  
       this.id = id;  
   }  
   public String getName() {  
       return name;  
   }  
   public void setName(String name) {  
       this.name = name;  
   }  
   public Wife(int id,String name) {  
       this.id = id;  
       this.name = name;  
   }  
   @Override  
   public int hashCode() {//myeclipse自动生成的  
       final int prime = 31;  
       int result = 1;  
       result = prime * result + id;  
       result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode());  
       return result;  
   }  
   @Override  
   public boolean equals(Object obj) {//myeclipse自动生成的  
       if (this == obj)  
           return true;  
       if (obj == null)  
           return false;  
       if (getClass() != obj.getClass())  
           return false;  
       Wife other = (Wife) obj;  
       if (id != other.id)  
           return false;  
       if (name == null) {  
           if (other.name != null)  
               return false;  
       } else if (!name.equals(other.name))  
           return false;  
       return true;  
   }  
   @Override  
   public Object clone() throws CloneNotSupportedException {  
       return super.clone();  
   }  
   /**
    * @param args
    * @throws CloneNotSupportedException  
    */  
   public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {  
       Wife wife = new Wife(1,"wang");  
       Wife wife2 = null;  
       wife2 = (Wife) wife.clone();  
       System.out.println("class same="+(wife.getClass()==wife2.getClass()));//true  
       System.out.println("object same="+(wife==wife2));//false  
       System.out.println("object equals="+(wife.equals(wife2)));//true  
   }  
}  

4.浅克隆的举例

public class Husband implements Cloneable {  
   private int id;  
   private Wife wife;  
   public Wife getWife() {  
       return wife;  
   }  
   public void setWife(Wife wife) {  
       this.wife = wife;  
   }  
   public int getId() {  
       return id;  
   }  
   public void setId(int id) {  
       this.id = id;  
   }  
   public Husband(int id) {  
       this.id = id;  
   }  
   @Override  
   public int hashCode() {//myeclipse自动生成的  
       final int prime = 31;  
       int result = 1;  
       result = prime * result + id;  
       return result;  
   }  
   @Override  
   protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {  
       return super.clone();  
   }  
   @Override  
   public boolean equals(Object obj) {//myeclipse自动生成的  
       if (this == obj)  
           return true;  
       if (obj == null)  
           return false;  
       if (getClass() != obj.getClass())  
           return false;  
       Husband other = (Husband) obj;  
       if (id != other.id)  
           return false;  
       return true;  
   }  
   /**
    * @param args
    * @throws CloneNotSupportedException  
    */  
   public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {  
       Wife wife = new Wife(1,"jin");  
       Husband husband = new Husband(1);  
       Husband husband2 = null;  
       husband.setWife(wife);  
       husband2 = (Husband) husband.clone();  
       System.out.println("husband class same="+(husband.getClass()==husband2.getClass()));//true  
       System.out.println("husband object same="+(husband==husband2));//false  
       System.out.println("husband object equals="+(husband.equals(husband)));//true  
       System.out.println("wife class same="+(husband.getWife().getClass()==husband2.getWife().getClass()));//true  
       System.out.println("wife object same="+(husband.getWife()==husband2.getWife()));//true  
       System.out.println("wife object equals="+(husband.getWife().equals(husband.getWife())));//true  
   }  
}  

5.深克隆的举例

如果要深克隆，需要重写（override）Object类的clone()方法，并且在方法内部调用持有对象的clone()方法；注意如下代码的clone()方法

public class Husband implements Cloneable {  
   private int id;  
   private Wife wife;  
   public Wife getWife() {  
       return wife;  
   }  
   public void setWife(Wife wife) {  
       this.wife = wife;  
   }  
   public int getId() {  
       return id;  
   }  
   public void setId(int id) {  
       this.id = id;  
   }  
   public Husband(int id) {  
       this.id = id;  
   }  
   @Override  
   public int hashCode() {//myeclipse自动生成的  
       final int prime = 31;  
       int result = 1;  
       result = prime * result + id;  
       return result;  
   }  
   @Override  
   protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {  
       Husband husband = (Husband) super.clone();  
       husband.wife = (Wife) husband.getWife().clone();  
       return husband;  
   }  
   @Override  
   public boolean equals(Object obj) {//myeclipse自动生成的  
       if (this == obj)  
           return true;  
       if (obj == null)  
           return false;  
       if (getClass() != obj.getClass())  
           return false;  
       Husband other = (Husband) obj;  
       if (id != other.id)  
           return false;  
       return true;  
   }  
   /**
    * @param args
    * @throws CloneNotSupportedException  
    */  
   public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {  
       Wife wife = new Wife(1,"jin");  
       Husband husband = new Husband(1);  
       Husband husband2 = null;  
       husband.setWife(wife);  
       husband2 = (Husband) husband.clone();  
       System.out.println("husband class same="+(husband.getClass()==husband2.getClass()));//true  
       System.out.println("husband object same="+(husband==husband2));//false  
       System.out.println("husband object equals="+(husband.equals(husband)));//true  
       System.out.println("wife class same="+(husband.getWife().getClass()==husband2.getWife().getClass()));//true  
       System.out.println("wife object same="+(husband.getWife()==husband2.getWife()));//false  
       System.out.println("wife object equals="+(husband.getWife().equals(husband.getWife())));//true  
   }  
}  

但是也有不足之处，如果Husband内有N个对象属性，突然改变了类的结构，还要重新修改clone()方法。

解决办法：可以使用Serializable运用反序列化手段，调用java.io.ObjectInputStream对象的 readObject()方法。

来源：https://blog.csdn.net/lylodyf/article/details/52763720