Java中对象的复制

　　假如说你想复制一个简单变量。很简单:

1 int n = 5;

2 int m = n;

　　不仅仅是int类型，其它七种原始数据类型(boolean,char,byte,short,float,double.long)同样适用于该类情况。但是如果你复制的是一个对象，情况就有些复杂了。

　　假设说我是一个beginner，我会这样写：

 1 class Student {

 2     private int number;

 3 

 4     public int getNumber() {

 5         return number;

 6     }

 7 

 8     public void setNumber(int number) {

 9         this.number = number;

10     }

11     

12 }

13 public class Test {

14     

15     public static void main(String args[]) {

16         

17         Student stu1 = new Student();

18         stu1.setNumber(12345);

19         Student stu2 = stu1;

20         

21         System.out.println("学生1:" + stu1.getNumber());

22         System.out.println("学生2:" + stu2.getNumber());

23     }

24 }

　　打印结果：

 
      
      学生1:12345   
      学生2:12345
学生1:12345
学生2:12345

　　这里我们自定义了一个学生类，该类只有一个number字段。

　　我们新建了一个学生实例，然后将该值赋值给stu2实例。(Student stu2 = stu1;)

　　再看看打印结果，作为一个新手，拍了拍胸腹，对象复制不过如此，

　　难道真的是这样吗？

　　我们试着改变stu2实例的number字段，再打印结果看看：

1 stu2.setNumber(54321);

2     

3 System.out.println("学生1:" + stu1.getNumber());

4 System.out.println("学生2:" + stu2.getNumber());

　　打印结果:

 
      
      学生1:54321   
      学生2:54321
学生1:54321
学生2:54321

　　这就怪了，为什么改变学生2的学号，学生1的学号也发生了变化呢？

　　原因出在(stu2 = stu1) 这一句。该语句的作用是将stu1的引用赋值给stu2，

　　这样，stu1和stu2指向内存堆中同一个对象。如图：

 

　　那么，怎样才能达到复制一个对象呢？

　　是否记得万类之王Object。它有11个方法，有两个protected的方法，其中一个为clone方法。

　　该方法的签名是：

　　　　protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;

　　因为每个类直接或间接的父类都是Object，因此它们都含有clone()方法，但是因为该方法是protected，所以都不能在类外进行访问。

　　要想对一个对象进行复制，就需要对clone方法覆盖。

　　一般步骤是（浅复制）：

　　　　1. 被复制的类需要实现Clonenable接口（不实现的话在调用clone方法会抛出CloneNotSupportedException异常) 该接口为标记接口(不含任何方法)

　　　　2. 覆盖clone()方法，访问修饰符设为public。方法中调用super.clone()方法得到需要的复制对象，（native为本地方法)

　　下面对上面那个方法进行改造：

 1 class Student implements Cloneable{

 2     private int number;

 3 

 4     public int getNumber() {

 5         return number;

 6     }

 7 

 8     public void setNumber(int number) {

 9         this.number = number;

10     }

11     

12     @Override

13     public Object clone() {

14         Student stu = null;

15         try{

16             stu = (Student)super.clone();

17         }catch(CloneNotSupportedException e) {

18             e.printStackTrace();

19         }

20         return stu;

21     }

22 }

23 public class Test {

24     

25     public static void main(String args[]) {

26         

27         Student stu1 = new Student();

28         stu1.setNumber(12345);

29         Student stu2 = (Student)stu1.clone();

30         

31         System.out.println("学生1:" + stu1.getNumber());

32         System.out.println("学生2:" + stu2.getNumber());

33         

34         stu2.setNumber(54321);

35     

36         System.out.println("学生1:" + stu1.getNumber());

37         System.out.println("学生2:" + stu2.getNumber());

38     }

39 }

 打印结果：

学生1:12345
学生2:12345
学生1:12345
学生2:54321

　　如果你还不相信这两个对象不是同一个对象，那么你可以看看这一句：

System.out.println(stu1 == stu2); // false  

　　上面的复制被称为浅复制(Shallow Copy)，还有一种稍微复杂的深度复制(deep copy)：

　　我们在学生类里再加一个Address类。

 1 class Address  {

 2     private String add;

 3 

 4     public String getAdd() {

 5         return add;

 6     }

 7 

 8     public void setAdd(String add) {

 9         this.add = add;

10     }

11     

12 }

13 

14 class Student implements Cloneable{

15     private int number;

16 

17     private Address addr;

18     

19     public Address getAddr() {

20         return addr;

21     }

22 

23     public void setAddr(Address addr) {

24         this.addr = addr;

25     }

26 

27     public int getNumber() {

28         return number;

29     }

30 

31     public void setNumber(int number) {

32         this.number = number;

33     }

34     

35     @Override

36     public Object clone() {

37         Student stu = null;

38         try{

39             stu = (Student)super.clone();

40         }catch(CloneNotSupportedException e) {

41             e.printStackTrace();

42         }

43         return stu;

44     }

45 }

46 public class Test {

47     

48     public static void main(String args[]) {

49         

50         Address addr = new Address();

51         addr.setAdd("杭州市");

52         Student stu1 = new Student();

53         stu1.setNumber(123);

54         stu1.setAddr(addr);

55         

56         Student stu2 = (Student)stu1.clone();

57         

58         System.out.println("学生1:" + stu1.getNumber() + ",地址:" + stu1.getAddr().getAdd());

59         System.out.println("学生2:" + stu2.getNumber() + ",地址:" + stu2.getAddr().getAdd());

60     }

61 }

 

　　打印结果：

 
      
      学生1:123,地址:杭州市   
      学生2:123,地址:杭州市
学生1:123,地址:杭州市
学生2:123,地址:杭州市

　　乍一看没什么问题，真的是这样吗？我们在main方法中试着改变addr实例的地址。

1 addr.setAdd("西湖区");

2         

3 System.out.println("学生1:" + stu1.getNumber() + ",地址:" + stu1.getAddr().getAdd());

4 System.out.println("学生2:" + stu2.getNumber() + ",地址:" + stu2.getAddr().getAdd());

　　打印结果：

学生1:123,地址:杭州市
学生2:123,地址:杭州市
学生1:123,地址:西湖区
学生2:123,地址:西湖区

　　这就奇怪了，怎么两个学生的地址都改变了？

　　原因是浅复制只是复制了addr变量的引用，并没有真正的开辟另一块空间，将值复制后再将引用返回给新对象。

　　所以，为了达到真正的复制对象，而不是纯粹引用复制。我们需要将Address类可复制化，并且修改clone方法，完整代码如下：

 1 package abc;

 2 

 3 class Address implements Cloneable {

 4     private String add;

 5 

 6     public String getAdd() {

 7         return add;

 8     }

 9 

10     public void setAdd(String add) {

11         this.add = add;

12     }

13     

14     @Override

15     public Object clone() {

16         Address addr = null;

17         try{

18             addr = (Address)super.clone();

19         }catch(CloneNotSupportedException e) {

20             e.printStackTrace();

21         }

22         return addr;

23     }

24 }

25 

26 class Student implements Cloneable{

27     private int number;

28 

29     private Address addr;

30     

31     public Address getAddr() {

32         return addr;

33     }

34 

35     public void setAddr(Address addr) {

36         this.addr = addr;

37     }

38 

39     public int getNumber() {

40         return number;

41     }

42 

43     public void setNumber(int number) {

44         this.number = number;

45     }

46     

47     @Override

48     public Object clone() {

49         Student stu = null;

50         try{

51             stu = (Student)super.clone();    //浅复制

52         }catch(CloneNotSupportedException e) {

53             e.printStackTrace();

54         }

55         stu.addr = (Address)addr.clone();    //深度复制

56         return stu;

57     }

58 }

59 public class Test {

60     

61     public static void main(String args[]) {

62         

63         Address addr = new Address();

64         addr.setAdd("杭州市");

65         Student stu1 = new Student();

66         stu1.setNumber(123);

67         stu1.setAddr(addr);

68         

69         Student stu2 = (Student)stu1.clone();

70         

71         System.out.println("学生1:" + stu1.getNumber() + ",地址:" + stu1.getAddr().getAdd());

72         System.out.println("学生2:" + stu2.getNumber() + ",地址:" + stu2.getAddr().getAdd());

73         

74         addr.setAdd("西湖区");

75         

76         System.out.println("学生1:" + stu1.getNumber() + ",地址:" + stu1.getAddr().getAdd());

77         System.out.println("学生2:" + stu2.getNumber() + ",地址:" + stu2.getAddr().getAdd());

78     }

79 }

　　打印结果：

学生1:123,地址:杭州市
学生2:123,地址:杭州市
学生1:123,地址:西湖区
学生2:123,地址:杭州市

　　这样结果就符合我们的想法了。

　　最后我们可以看看API里其中一个实现了clone方法的类：

　　java.util.Date:

 1     /**

 2      * Return a copy of this object.

 3      */

 4     public Object clone() {

 5         Date d = null;

 6         try {

 7             d = (Date)super.clone();

 8             if (cdate != null) {

 9                 d.cdate = (BaseCalendar.Date) cdate.clone();

10             }

11         } catch (CloneNotSupportedException e) {} // Won't happen

12         return d;

13     }

　　该类其实也属于深度复制。