详解Java中的clone方法—原型模式

发表于:2015-6-08 09:49

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 作者:张纪刚    来源:51Testing软件测试网采编

  Java中对象的创建
  clone顾名思义就是复制, 在Java语言中, clone方法被对象调用,所以会复制对象。所谓的复制对象,首先要分配一个和源对象同样大小的空间,在这个空间中创建一个新的对象。那么在java语言中,有几种方式可以创建对象呢?
  1 使用new操作符创建一个对象
  2 使用clone方法复制一个对象
  那么这两种方式有什么相同和不同呢? new操作符的本意是分配内存。程序执行到new操作符时, 首先去看new操作符后面的类型,因为知道了类型,才能知道要分配多大的内存空间。分配完内存之后,再调用构造函数,填充对象的各个域,这一步叫做对象的初始化,构造方法返回后,一个对象创建完毕,可以把他的引用(地址)发布到外部,在外部就可以使用这个引用操纵这个对象。而clone在第一步是和new相似的, 都是分配内存,调用clone方法时,分配的内存和源对象(即调用clone方法的对象)相同,然后再使用原对象中对应的各个域,填充新对象的域, 填充完成之后,clone方法返回,一个新的相同的对象被创建,同样可以把这个新对象的引用发布到外部。
  复制对象 or 复制引用
  在Java中,以下类似的代码非常常见:
  Person p = new Person(23, "zhang");
  Person p1 = p;
  System.out.println(p);
  System.out.println(p1);
  当Person p1 = p;执行之后, 是创建了一个新的对象吗? 首先看打印结果:
  com.pansoft.zhangjg.testclone.Person@2f9ee1ac
  com.pansoft.zhangjg.testclone.Person@2f9ee1ac
  可已看出,打印的地址值是相同的,既然地址都是相同的,那么肯定是同一个对象。p和p1只是引用而已,他们都指向了一个相同的对象Person(23, “zhang”) 。 可以把这种现象叫做引用的复制。 (关于引用和对象的区分,可以参考我之前的文章Java中的String为什么是不可变的? — String源码分析 , 其中有一节讲到了引用和对象的区分)。上面代码执行完成之后, 内存中的情景如下图所示:
  而下面的代码是真真正正的克隆了一个对象。
  Person p = new Person(23, "zhang");
  Person p1 = (Person) p.clone();
  System.out.println(p);
  System.out.println(p1);
  从打印结果可以看出,两个对象的地址是不同的,也就是说创建了新的对象, 而不是把原对象的地址赋给了一个新的引用变量:
  com.pansoft.zhangjg.testclone.Person@2f9ee1ac
  com.pansoft.zhangjg.testclone.Person@67f1fba0
  以上代码执行完成后, 内存中的情景如下图所示:
  深拷贝 or 浅拷贝
  上面的示例代码中,Person中有两个成员变量,分别是name和age, name是String类型, age是int类型。代码非常简单,如下所示:
  由于age是基本数据类型, 那么对它的拷贝没有什么疑议,直接将一个4字节的整数值拷贝过来就行。但是name是String类型的, 它只是一个引用, 指向一个真正的String对象,那么对它的拷贝有两种方式: 直接将源对象中的name的引用值拷贝给新对象的name字段, 或者是根据原Person对象中的name指向的字符串对象创建一个新的相同的字符串对象,将这个新字符串对象的引用赋给新拷贝的Person对象的name字段。这两种拷贝方式分别叫做浅拷贝和深拷贝。深拷贝和浅拷贝的原理如下图所示:
  下面通过代码进行验证。如果两个Person对象的name的地址值相同, 说明两个对象的name都指向同一个String对象, 也就是浅拷贝, 而如果两个对象的name的地址值不同, 那么就说明指向不同的String对象, 也就是在拷贝Person对象的时候, 同时拷贝了name引用的String对象, 也就是深拷贝。验证代码如下:
  打印结果为:
  clone是浅拷贝的
  所以,clone方法执行的是浅拷贝, 在编写程序时要注意这个细节。
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