Java語(yǔ)言的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是取消了指針的概念，但也導(dǎo)致了許多程序員在編程中常常忽略了對(duì)象與引用的區(qū)別，本文會(huì)試圖澄清這一概念。并且由于Java不能通過(guò)簡(jiǎn)單的賦值來(lái)解決對(duì)象復(fù)制的問(wèn)題，在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，也常常要要應(yīng)用clone（）方法來(lái)復(fù)制對(duì)象。本文會(huì)讓你了解什么是影子clone與深度clone，認(rèn)識(shí)它們的區(qū)別、優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)。      

看到這個(gè)標(biāo)題，是不是有點(diǎn)困惑：Java語(yǔ)言明確說(shuō)明取消了指針，因?yàn)橹羔樛窃趲?lái)方便的同時(shí)也是導(dǎo)致代碼不安全的根源，同時(shí)也會(huì)使程序的變得非常復(fù)雜難以理解，濫用指針寫成的代碼不亞于使用早已臭名昭著的"GOTO"語(yǔ)句。Java放棄指針的概念絕對(duì)是極其明智的。但這只是在Java語(yǔ)言中沒(méi)有明確的指針定義，實(shí)質(zhì)上每一個(gè)new語(yǔ)句返回的都是一個(gè)指針的引用，只不過(guò)在大多時(shí)候Java中不用關(guān)心如何操作這個(gè)"指針"，更不用象在操作C＋＋的指針那樣膽戰(zhàn)心驚。唯一要多多關(guān)心的是在給函數(shù)傳遞對(duì)象的時(shí)候。

package com.zoer.src; 
 
public class ObjRef { 
  Obj aObj = new Obj(); 
  int aInt = 11; 
 
  public void changeObj(Obj inObj) { 
    inObj.str = "changed value"; 
  } 
 
  public void changePri(int inInt) { 
    inInt = 22; 
  } 
 
  public static void main(String[] args) { 
    ObjRef oRef = new ObjRef(); 
 
    System.out.println("Before call changeObj() method: " + oRef.aObj); 
    oRef.changeObj(oRef.aObj); 
    System.out.println("After call changeObj() method: " + oRef.aObj); 
 
    System.out.println("==================Print Primtive================="); 
    System.out.println("Before call changePri() method: " + oRef.aInt); 
    oRef.changePri(oRef.aInt); 
    System.out.println("After call changePri() method: " + oRef.aInt); 
 
  } 
} 

package com.zoer.src; 
 
public class Obj { 
 
  String str = "init value"; 
 
  public String toString() { 
    return str; 
  } 
} 

      這段代碼的主要部分調(diào)用了兩個(gè)很相近的方法，changeObj()和changePri()。唯一不同的是它們一個(gè)把對(duì)象作為輸入?yún)?shù)，另一個(gè)把Java中的基本類型int作為輸入?yún)?shù)。并且在這兩個(gè)函數(shù)體內(nèi)部都對(duì)輸入的參數(shù)進(jìn)行了改動(dòng)。看似一樣的方法，程序輸出的結(jié)果卻不太一樣。changeObj()方法真正的把輸入的參數(shù)改變了，而changePri()方法對(duì)輸入的參數(shù)沒(méi)有任何的改變。
      從這個(gè)例子知道Java對(duì)對(duì)象和基本的數(shù)據(jù)類型的處理是不一樣的。和C語(yǔ)言一樣，當(dāng)把Java的基本數(shù)據(jù)類型（如int，char，double等）作為入口參數(shù)傳給函數(shù)體的時(shí)候，傳入的參數(shù)在函數(shù)體內(nèi)部變成了局部變量，這個(gè)局部變量是輸入?yún)?shù)的一個(gè)拷貝，所有的函數(shù)體內(nèi)部的操作都是針對(duì)這個(gè)拷貝的操作，函數(shù)執(zhí)行結(jié)束后，這個(gè)局部變量也就完成了它的使命，它影響不到作為輸入?yún)?shù)的變量。這種方式的參數(shù)傳遞被稱為"值傳遞"。而在Java中用對(duì)象作為入口參數(shù)的傳遞則缺省為"引用傳遞"，也就是說(shuō)僅僅傳遞了對(duì)象的一個(gè)"引用"，這個(gè)"引用"的概念同C語(yǔ)言中的指針引用是一樣的。當(dāng)函數(shù)體內(nèi)部對(duì)輸入變量改變時(shí)，實(shí)質(zhì)上就是在對(duì)這個(gè)對(duì)象的直接操作。
      除了在函數(shù)傳值的時(shí)候是"引用傳遞"，在任何用"＝"向?qū)ο笞兞抠x值的時(shí)候都是"引用傳遞"。就是類似于給變量再起一個(gè)別名。兩個(gè)名字都指向內(nèi)存中的同一個(gè)對(duì)象。
      在實(shí)際編程過(guò)程中，我們常常要遇到這種情況：有一個(gè)對(duì)象A，在某一時(shí)刻A中已經(jīng)包含了一些有效值，此時(shí)可能會(huì)需要一個(gè)和A完全相同新對(duì)象B，并且此后對(duì)B任何改動(dòng)都不會(huì)影響到A中的值，也就是說(shuō)，A與B是兩個(gè)獨(dú)立的對(duì)象，但B的初始值是由A對(duì)象確定的。在Java語(yǔ)言中，用簡(jiǎn)單的賦值語(yǔ)句是不能滿足這種需求的。要滿足這種需求雖然有很多途徑，但實(shí)現(xiàn)clone（）方法是其中最簡(jiǎn)單，也是最高效的手段。
      Java的所有類都默認(rèn)繼承java.lang.Object類，在java.lang.Object類中有一個(gè)方法clone()。JDK API的說(shuō)明文檔解釋這個(gè)方法將返回Object對(duì)象的一個(gè)拷貝。要說(shuō)明的有兩點(diǎn)：一是拷貝對(duì)象返回的是一個(gè)新對(duì)象，而不是一個(gè)引用。二是拷貝對(duì)象與用new操作符返回的新對(duì)象的區(qū)別就是這個(gè)拷貝已經(jīng)包含了一些原來(lái)對(duì)象的信息，而不是對(duì)象的初始信息。
      怎樣應(yīng)用clone()方法？

一個(gè)很典型的調(diào)用clone()代碼如下：

public class CloneClass implements Cloneable { 
  public int aInt; 
 
  public Object clone() { 
    CloneClass o = null; 
    try { 
      o = (CloneClass) super.clone(); 
    } catch (CloneNotSupportedException e) { 
      e.printStackTrace(); 
    } 
    return o; 
  } 
} 

      有三個(gè)值得注意的地方，一是希望能實(shí)現(xiàn)clone功能的CloneClass類實(shí)現(xiàn)了Cloneable接口，這個(gè)接口屬于java.lang包，java.lang包已經(jīng)被缺省的導(dǎo)入類中，所以不需要寫成java.lang.Cloneable。另一個(gè)值得請(qǐng)注意的是重載了clone()方法。最后在clone()方法中調(diào)用了super.clone()，這也意味著無(wú)論clone類的繼承結(jié)構(gòu)是什么樣的，super.clone()直接或間接調(diào)用了java.lang.Object類的clone()方法。下面再詳細(xì)的解釋一下這幾點(diǎn)。
      應(yīng)該說(shuō)第三點(diǎn)是最重要的，仔細(xì)觀察一下Object類的clone()一個(gè)native方法，native方法的效率一般來(lái)說(shuō)都是遠(yuǎn)高于java中的非native方法。這也解釋了為什么要用Object中clone()方法而不是先new一個(gè)類，然后把原始對(duì)象中的信息賦到新對(duì)象中，雖然這也實(shí)現(xiàn)了clone功能。對(duì)于第二點(diǎn)，也要觀察Object類中的clone()還是一個(gè)protected屬性的方法。這也意味著如果要應(yīng)用clone()方法，必須繼承Object類，在Java中所有的類是缺省繼承Object類的，也就不用關(guān)心這點(diǎn)了。然后重載clone()方法。還有一點(diǎn)要考慮的是為了讓其它類能調(diào)用這個(gè)clone類的clone()方法，重載之后要把clone()方法的屬性設(shè)置為public。
       那么clone類為什么還要實(shí)現(xiàn)Cloneable接口呢？稍微注意一下，Cloneable接口是不包含任何方法的！其實(shí)這個(gè)接口僅僅是一個(gè)標(biāo)志，而且這個(gè)標(biāo)志也僅僅是針對(duì)Object類中clone()方法的，如果clone類沒(méi)有實(shí)現(xiàn)Cloneable接口，并調(diào)用了Object的clone()方法（也就是調(diào)用了super.Clone()方法），那么Object的clone()方法就會(huì)拋出CloneNotSupportedException異常。
      以上是clone的最基本的步驟，想要完成一個(gè)成功的clone，還要了解什么是"影子clone"和"深度clone"。 
      什么是影子clone？

package com.zoer.src; 
 
class UnCloneA { 
  private int i; 
 
  public UnCloneA(int ii) { 
    i = ii; 
  } 
 
  public void doublevalue() { 
    i *= 2; 
  } 
 
  public String toString() { 
    return Integer.toString(i); 
  } 
} 
 
class CloneB implements Cloneable { 
  public int aInt; 
  public UnCloneA unCA = new UnCloneA(111); 
 
  public Object clone() { 
    CloneB o = null; 
    try { 
      o = (CloneB) super.clone(); 
    } catch (CloneNotSupportedException e) { 
      e.printStackTrace(); 
    } 
    return o; 
  } 
} 
 
public class ObjRef { 
  public static void main(String[] a) { 
    CloneB b1 = new CloneB(); 
    b1.aInt = 11; 
    System.out.println("before clone,b1.aInt = " + b1.aInt); 
    System.out.println("before clone,b1.unCA = " + b1.unCA); 
 
    CloneB b2 = (CloneB) b1.clone(); 
    b2.aInt = 22; 
    b2.unCA.doublevalue(); 
    System.out.println("================================="); 
    System.out.println("after clone,b1.aInt = " + b1.aInt); 
    System.out.println("after clone,b1.unCA = " + b1.unCA); 
    System.out.println("================================="); 
    System.out.println("after clone,b2.aInt = " + b2.aInt); 
    System.out.println("after clone,b2.unCA = " + b2.unCA); 
  } 
} 

輸出結(jié)果：

before clone,b1.aInt = 11
before clone,b1.unCA = 111
=================================
after clone,b1.aInt = 11
after clone,b1.unCA = 222
=================================
after clone,b2.aInt = 22
after clone,b2.unCA = 222

       輸出的結(jié)果說(shuō)明int類型的變量aInt和UnCloneA的實(shí)例對(duì)象unCA的clone結(jié)果不一致，int類型是真正的被clone了，因?yàn)楦淖兞薭2中的aInt變量，對(duì)b1的aInt沒(méi)有產(chǎn)生影響，也就是說(shuō)，b2.aInt與b1.aInt已經(jīng)占據(jù)了不同的內(nèi)存空間，b2.aInt是b1.aInt的一個(gè)真正拷貝。相反，對(duì)b2.unCA的改變同時(shí)改變了b1.unCA，很明顯，b2.unCA和b1.unCA是僅僅指向同一個(gè)對(duì)象的不同引用！從中可以看出，調(diào)用Object類中clone()方法產(chǎn)生的效果是：先在內(nèi)存中開(kāi)辟一塊和原始對(duì)象一樣的空間，然后原樣拷貝原始對(duì)象中的內(nèi)容。對(duì)基本數(shù)據(jù)類型，這樣的操作是沒(méi)有問(wèn)題的，但對(duì)非基本類型變量，我們知道它們保存的僅僅是對(duì)象的引用，這也導(dǎo)致clone后的非基本類型變量和原始對(duì)象中相應(yīng)的變量指向的是同一個(gè)對(duì)象。
       大多時(shí)候，這種clone的結(jié)果往往不是我們所希望的結(jié)果，這種clone也被稱為"影子clone"。要想讓b2.unCA指向與b2.unCA不同的對(duì)象，而且b2.unCA中還要包含b1.unCA中的信息作為初始信息，就要實(shí)現(xiàn)深度clone。
       怎么進(jìn)行深度clone？
       把上面的例子改成深度clone很簡(jiǎn)單，需要兩個(gè)改變：一是讓UnCloneA類也實(shí)現(xiàn)和CloneB類一樣的clone功能（實(shí)現(xiàn)Cloneable接口，重載clone()方法）。二是在CloneB的clone()方法中加入一句o.unCA = (UnCloneA)unCA.clone();

package com.zoer.src; 
 
class UnCloneA implements Cloneable { 
  private int i; 
 
  public UnCloneA(int ii) { 
    i = ii; 
  } 
 
  public void doublevalue() { 
    i *= 2; 
  } 
 
  public String toString() { 
    return Integer.toString(i); 
  } 
 
  public Object clone() { 
    UnCloneA o = null; 
    try { 
      o = (UnCloneA) super.clone(); 
    } catch (CloneNotSupportedException e) { 
      e.printStackTrace(); 
    } 
    return o; 
  } 
} 
 
class CloneB implements Cloneable { 
  public int aInt; 
  public UnCloneA unCA = new UnCloneA(111); 
 
  public Object clone() { 
    CloneB o = null; 
    try { 
      o = (CloneB) super.clone(); 
    } catch (CloneNotSupportedException e) { 
      e.printStackTrace(); 
    } 
    o.unCA = (UnCloneA) unCA.clone(); 
    return o; 
  } 
} 
 
public class CloneMain { 
  public static void main(String[] a) { 
    CloneB b1 = new CloneB(); 
    b1.aInt = 11; 
    System.out.println("before clone,b1.aInt = " + b1.aInt); 
    System.out.println("before clone,b1.unCA = " + b1.unCA); 
 
    CloneB b2 = (CloneB) b1.clone(); 
    b2.aInt = 22; 
    b2.unCA.doublevalue(); 
    System.out.println("================================="); 
    System.out.println("after clone,b1.aInt = " + b1.aInt); 
    System.out.println("after clone,b1.unCA = " + b1.unCA); 
    System.out.println("================================="); 
    System.out.println("after clone,b2.aInt = " + b2.aInt); 
    System.out.println("after clone,b2.unCA = " + b2.unCA); 
  } 
} 

輸出結(jié)果：

before clone,b1.aInt = 11
before clone,b1.unCA = 111
=================================
after clone,b1.aInt = 11
after clone,b1.unCA = 111
=================================
after clone,b2.aInt = 22
after clone,b2.unCA = 222

      可以看出，現(xiàn)在b2.unCA的改變對(duì)b1.unCA沒(méi)有產(chǎn)生影響。此時(shí)b1.unCA與b2.unCA指向了兩個(gè)不同的UnCloneA實(shí)例，而且在CloneB b2 = (CloneB)b1.clone();調(diào)用的那一刻b1和b2擁有相同的值，在這里，b1.i = b2.i = 11。
        要知道不是所有的類都能實(shí)現(xiàn)深度clone的。例如，如果把上面的CloneB類中的UnCloneA類型變量改成StringBuffer類型，看一下JDK API中關(guān)于StringBuffer的說(shuō)明，StringBuffer沒(méi)有重載clone()方法，更為嚴(yán)重的是StringBuffer還是一個(gè)final類，這也是說(shuō)我們也不能用繼承的辦法間接實(shí)現(xiàn)StringBuffer的clone。如果一個(gè)類中包含有StringBuffer類型對(duì)象或和StringBuffer相似類的對(duì)象，我們有兩種選擇：要么只能實(shí)現(xiàn)影子clone，要么就在類的clone()方法中加一句（假設(shè)是SringBuffer對(duì)象，而且變量名仍是unCA）： o.unCA = new StringBuffer(unCA.toString()); //原來(lái)的是：o.unCA = (UnCloneA)unCA.clone();
       還要知道的是除了基本數(shù)據(jù)類型能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)深度clone以外，String對(duì)象是一個(gè)例外，它c(diǎn)lone后的表現(xiàn)好象也實(shí)現(xiàn)了深度clone，雖然這只是一個(gè)假象，但卻大大方便了我們的編程。
       Clone中String和StringBuffer的區(qū)別
       應(yīng)該說(shuō)明的是，這里不是著重說(shuō)明String和StringBuffer的區(qū)別，但從這個(gè)例子里也能看出String類的一些與眾不同的地方。
       下面的例子中包括兩個(gè)類，CloneC類包含一個(gè)String類型變量和一個(gè)StringBuffer類型變量，并且實(shí)現(xiàn)了clone()方法。在StrClone類中聲明了CloneC類型變量c1，然后調(diào)用c1的clone()方法生成c1的拷貝c2，在對(duì)c2中的String和StringBuffer類型變量用相應(yīng)的方法改動(dòng)之后打印結(jié)果：

package com.zoer.src; 
 
class CloneC implements Cloneable { 
  public String str; 
  public StringBuffer strBuff; 
 
  public Object clone() { 
    CloneC o = null; 
    try { 
      o = (CloneC) super.clone(); 
    } catch (CloneNotSupportedException e) { 
      e.printStackTrace(); 
    } 
    return o; 
  } 
 
} 
 
public class StrClone { 
  public static void main(String[] a) { 
    CloneC c1 = new CloneC(); 
    c1.str = new String("initializeStr"); 
    c1.strBuff = new StringBuffer("initializeStrBuff"); 
    System.out.println("before clone,c1.str = " + c1.str); 
    System.out.println("before clone,c1.strBuff = " + c1.strBuff); 
 
    CloneC c2 = (CloneC) c1.clone(); 
    c2.str = c2.str.substring(0, 5); 
    c2.strBuff = c2.strBuff.append(" change strBuff clone"); 
    System.out.println("================================="); 
    System.out.println("after clone,c1.str = " + c1.str); 
    System.out.println("after clone,c1.strBuff = " + c1.strBuff); 
    System.out.println("================================="); 
    System.out.println("after clone,c2.str = " + c2.str); 
    System.out.println("after clone,c2.strBuff = " + c2.strBuff); 
  } 
} 

執(zhí)行結(jié)果：

<span style="font-family:'Microsoft YaHei';"><span style="font-size:16px;">before clone,c1.str = initializeStr 
before clone,c1.strBuff = initializeStrBuff 
================================= 
after clone,c1.str = initializeStr 
after clone,c1.strBuff = initializeStrBuff change strBuff clone 
================================= 
after clone,c2.str = initi 
after clone,c2.strBuff = initializeStrBuff change strBuff clone 
</span></span> 

        打印的結(jié)果可以看出，String類型的變量好象已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了深度clone，因?yàn)閷?duì)c2.str的改動(dòng)并沒(méi)有影響到c1.str！難道Java把Sring類看成了基本數(shù)據(jù)類型？其實(shí)不然，這里有一個(gè)小小的把戲，秘密就在于c2.str = c2.str.substring(0,5)這一語(yǔ)句！實(shí)質(zhì)上，在clone的時(shí)候c1.str與c2.str仍然是引用，而且都指向了同一個(gè)String對(duì)象。但在執(zhí)行c2.str = c2.str.substring(0,5)的時(shí)候，它作用相當(dāng)于生成了一個(gè)新的String類型，然后又賦回給c2.str。這是因?yàn)镾tring被Sun公司的工程師寫成了一個(gè)不可更改的類（immutable class），在所有String類中的函數(shù)都不能更改自身的值。

以上就是本文的全部?jī)?nèi)容，希望對(duì)大家理解java中的深復(fù)制和淺復(fù)制有所幫助。

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