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javalearner · 发表于 2014-9-30 17:38:19

java的一些特性会让初学者感到困惑，但在有经验的开发者眼中，却是合情合理的。例如，新手可能不会理解Object类。这篇文章分成三个部分讲跟Object类及其方法有关的问题。
上帝类
问：什么是Object类？
答：Object类存储在java.lang包中，是所有java类(Object类除外)的终极父类。当然，数组也继承了Object类。然而，接口是不继承Object类的，原因在这里指出：Section 9.6.3.4 of the Java Language Specification:“Object类不作为接口的父类”。
Object类中声明了以下函数，我会在下文中作详细说明。  protected Object clone()
  boolean equals(Object obj)
  protected void finalize()
  Class<?> getClass()
  int hashCode()
  void notify()
  void notifyAll()
  String toString()
  void wait()
  void wait(long timeout)
  void wait(long timeout, int nanos)







java的任何类都继承了这些函数，并且可以覆盖不被final修饰的函数。例如，没有final修饰的toString()函数可以被覆盖，但是final wait()函数就不行。问：可以声明要“继承Object类”吗？
答：可以。在代码中明确地写出继承Object类没有语法错误。参考代码清单1。代码清单1:明确的继承Object类

import java.lang.Object;
public class Employee extends Object {
private String name;
public Employee(String name) {
this.name = name;
}
public String getName() {
return name;
}
public static void main(String[] args) {
Employee emp = new Employee("John Doe");
System.out.println(emp.getName());
}
}

复制代码

你可以试着编译代码1(javac Employee.java)，然后运行Employee.class(java Employee)，可以看到John Doe 成功的输出了。因为编译器会自动引入java.lang包中的类型，即 import java.lang.Object；没必要声明出来。Java也没有强制声明“继承Object类”。如果这样的话，就不能继承除Object类之外别的类了，因为java不支持多继承。然而，即使不声明出来，也会默认继承了Object类，参考代码清单2。代码清单2:默认继承Object类

public class Employee
{
private String name;
public Employee(String name)
{
this.name = name;
}
public String getName()
{
return name;
}
public static void main(String[] args)
{
Employee emp = new Employee("John Doe");
System.out.println(emp.getName());
}
}

复制代码

  就像代码清单1一样，这里的Employee类继承了Object，所以可以使用它的函数。克隆Object类
问：clone()函数是用来做什么的？答：clone()可以产生一个相同的类并且返回给调用者。问：clone()是如何工作的？
答：Object将clone()作为一个本地方法来实现，这意味着它的代码存放在本地的库中。当代码执行的时候，将会检查调用对象的类(或者父类)是否实现了java.lang.Cloneable接口(Object类不实现Cloneable)。如果没有实现这个接口，clone()将会抛出一个检查异常()――java.lang.CloneNotSupportedException,如果实现了这个接口，clone()会创建一个新的对象，并将原来对象的内容复制到新对象，最后返回这个新对象的引用。问：怎样调用clone()来克隆一个对象？
答：用想要克隆的对象来调用clone()，将返回的对象从Object类转换到克隆的对象所属的类，赋给对象的引用。这里用代码清单3作一个示例。代码清单3:克隆一个对象
  public class CloneDemo implements Cloneable {
int x;
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
   CloneDemo cd = new CloneDemo();
   cd.x = 5;
   System.out.printf("cd.x = %d%n", cd.x);
   CloneDemo cd2 = (CloneDemo) cd.clone();
   System.out.printf("cd2.x = %d%n", cd2.x);
}
}
代码清单3声明了一个继承Cloneable接口的CloneDemo类。这个接口必须实现，否则，调用Object的clone()时将会导致抛出异常CloneNotSupportedException。 CloneDemo声明了一个int型变量x和主函数main()来演示这个类。其中，main()声明可能会向外抛出CloneNotSupportedException异常。 Main()先实例化CloneDemo并将x的值初始化为5。然后输出x的值，紧接着调用clone() ，将克隆的对象传回CloneDemo。最后，输出了克隆的x的值。编译代码清单3(javac CloneDemo.java)然后运行(java CloneDemo)。你可以看到以下运行结果：
  cd.x = 5
  cd2.x = 5

问：什么情况下需要覆盖clone()方法呢？
答：上面的例子中，调用clone()的代码是位于被克隆的类(即CloneDemo类)里面的，所以就不需要覆盖clone()了。但是，如果调用别的类中的clone()，就需要覆盖clone()了。否则，将会看到“clone在Object中是被保护的”提示，因为clone()在Object中的权限是protected。(译者注：protected权限的成员在不同的包中，只有子类对象可以访问。代码清单3的CloneDemo类和代码清单4的Data类是Object类的子类，所以可以调用clone()，但是代码清单4中的CloneDemo类就不能直接调用Data父类的clone())。代码清单4在代码清单3上稍作修改来演示覆盖clone()。代码清单4:从别的类中克隆对象

class Data implements Cloneable {
int x;
@Override
public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
return super.clone();
}
}
public class CloneDemo {
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
Data data = new Data();
data.x = 5;
System.out.printf("data.x = %d%n", data.x);
Data data2 = (Data) data.clone();
System.out.printf("data2.x = %d%n", data2.x);
}
}

复制代码

代码清单4声明了一个待克隆的Data类。这个类实现了Cloneable接口来防止调用clone()的时候抛出异常CloneNotSupportedException，声明了int型变量x，覆盖了clone()方法。这个方法通过执行super.clone()来调用父类的clone()(这个例子中是Object的)。通过覆盖来避免抛出CloneNotSupportedException异常。代码清单4也声明了一个CloneDemo类来实例化Data，并将其初始化，输出示例的值。然后克隆Data的对象，同样将其值输出。编译代码清单4(javac CloneDemo.java)并运行(java CloneDemo)，你将看到以下运行结果：
data.x = 5
data2.x = 5

问：什么是浅克隆？
A:浅克隆(也叫做浅拷贝)仅仅复制了这个对象本身的成员变量，该对象如果引用了其他对象的话，也不对其复制。代码清单3和代码清单4演示了浅克隆。新的对象中的数据包含在了这个对象本身中，不涉及对别的对象的引用。如果一个对象中的所有成员变量都是原始类型，并且其引用了的对象都是不可改变的(大多情况下都是)时，使用浅克隆效果很好！但是，如果其引用了可变的对象，那么这些变化将会影响到该对象和它克隆出的所有对象！代码清单5给出一个示例。代码清单5：演示浅克隆在复制引用了可变对象的对象时存在的问题

class Employee implements Cloneable {
private String name;
private int age;
private Address address;
Employee(String name, int age, Address address) {
this.name = name;
this.age = age;
this.address = address;
}
@Override
public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
return super.clone();
}
Address getAddress() {
return address;
}
String getName() {
return name;
}
int getAge() {
return age;
}
}
class Address {
private String city;
Address(String city) {
this.city = city;
}
String getCity() {
return city;
}
void setCity(String city) {
this.city = city;
}
}
public class CloneDemo {
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
Employee e = new Employee("John Doe", 49, new Address("Denver"));
System.out.printf("%s: %d: %s%n", e.getName(), e.getAge(),
e.getAddress().getCity());
Employee e2 = (Employee) e.clone();
System.out.printf("%s: %d: %s%n", e2.getName(), e2.getAge(),
e2.getAddress().getCity());
e.getAddress().setCity("Chicago");
System.out.printf("%s: %d: %s%n", e.getName(), e.getAge(),
e.getAddress().getCity());
System.out.printf("%s: %d: %s%n", e2.getName(), e2.getAge(),
e2.getAddress().getCity());
}
}

复制代码

代码清单5给出了Employee、Address和CloneDemo类。Employee声明了name、age、address成员变量，是可以被克隆的类；Address声明了一个城市的地址并且其值是可变的。CloneDemo类驱动这个程序。 CloneDemo的主函数main()创建了一个Employee对象并且对其进行克隆，然后，改变了原来的Employee对象中address值城市的名字。因为原来的Employee对象和其克隆出来的对象引用了相同的Address对象，所以两者都会提现出这个变化。编译 (javac CloneDemo.java) 并运行 (java CloneDemo)代码清单5，你将会看到如下输出结果：
  John Doe: 49: Denver
  John Doe: 49: Denver
  John Doe: 49: Chicago
  John Doe: 49: Chicago

问：什么是深克隆？
答：深克隆(也叫做深复制)会复制这个对象和它所引用的对象的成员变量，如果该对象引用了其他对象，深克隆也会对其复制。例如，代码清单6在代码清单5上稍作修改演示深克隆。同时，这段代码也演示了协变返回类型和一种更为灵活的克隆方式。代码清单6：深克隆成员变量address

class Employee implements Cloneable
{
private String name;
private int age;
private Address address;
Employee(String name, int age, Address address)
{
this.name = name;
this.age = age;
this.address = address;
}
@Override
public Employee clone() throws CloneNotSupportedException
{
Employee e = (Employee) super.clone();
e.address = address.clone();
return e;
}
Address getAddress()
{
return address;
}
String getName()
{
return name;
}
int getAge()
{
return age;
}
}
class Address
{
private String city;
Address(String city)
{
this.city = city;
}
@Override
public Address clone()
{
return new Address(new String(city));
}
String getCity()
{
return city;
}
void setCity(String city)
{
this.city = city;
}
}
public class CloneDemo
{
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException
{
Employee e = new Employee("John Doe", 49, new Address("Denver"));
System.out.printf("%s: %d: %s%n", e.getName(), e.getAge(),
e.getAddress().getCity());
Employee e2 = (Employee) e.clone();
System.out.printf("%s: %d: %s%n", e2.getName(), e2.getAge(),
e2.getAddress().getCity());
e.getAddress().setCity("Chicago");
System.out.printf("%s: %d: %s%n", e.getName(), e.getAge(),
e.getAddress().getCity());
System.out.printf("%s: %d: %s%n", e2.getName(), e2.getAge(),
e2.getAddress().getCity());
}
}

复制代码

Java支持协变返回类型，代码清单6利用这个特性，在Employee类中覆盖父类clone()方法时，将返回类型从Object类的对象改为Employee类型。这样做的好处就是，Employee类之外的代码可以不用将这个类转换为Employee类型就可以对其进行复制。 Employee类的clone()方法首先调用super().clone()，对name,age,address这些成员变量进行浅克隆。然后，调用成员变量Address对象的clone()来对其引用Address对象进行克隆。从Address类中的clone()函数可以看出，这个clone()和我们之前写的clone()有些不同：
Address类没有实现Cloneable接口。因为只有在Object类中的clone()被调用时才需要实现，而Address是不会调用clone()的，所以没有实现Cloneable()的必要。
这个clone()函数没有声明抛出CloneNotSupportedException。这个检查异常只可能在调用Object类clone()的时候抛出。clone()是不会被调用的，因此这个异常也就没有被处理或者传回调用处的必要了。
Object类的clone()没有被调用(这里没有调用super.clone())。因为这不是对Address的对象进行浅克隆――只是一个成员变量复制而已。
为了克隆Address的对象，需要创建一个新的Address对象并对其成员进行初始化操作。最后将新创建的Address对象返回。编译(javac CloneDemo.java)代码清单6并且运行这个程序，你将会看到如下输出结果(java CloneDemo)：
  John Doe: 49: Denver
  John Doe: 49: Denver
  John Doe: 49: Chicago
  John Doe: 49: Denver

Q:如何克隆一个数组？
A:对数组类型进行浅克隆可以利用clone()方法。对数组使用clone()时，不必将clone()的返回值类型转换为数组类型，代码清单7示范了数组克隆。代码清单7：对两个数组进行浅克隆

class City {
private String name;
City(String name) {
this.name = name;
}
String getName() {
return name;
}
void setName(String name) {
this.name = name;
}
}
public class CloneDemo {
public static void main(String[] args) {
double[] temps = { 98.6, 32.0, 100.0, 212.0, 53.5 };
for (double temp : temps)
System.out.printf("%.1f ", temp);
System.out.println();
double[] temps2 = temps.clone();
for (double temp : temps2)
System.out.printf("%.1f ", temp);
System.out.println();
System.out.println();
City[] cities = { new City("Denver"), new City("Chicago") };
for (City city : cities)
System.out.printf("%s ", city.getName());
System.out.println();
City[] cities2 = cities.clone();
for (City city : cities2)
System.out.printf("%s ", city.getName());
System.out.println();
cities[0].setName("Dallas");
for (City city : cities2)
System.out.printf("%s ", city.getName());
System.out.println();
}
}

复制代码

代码清单7声明了一个City类存储名字，还有一些有关城市的数据(比如人口)。CloneDemo类提供了主函数main()来演示数组克隆。
main()函数首先声明了一个双精度浮点型数组来表示温度。在输出数组的值之后，克隆这个数组――注意没有运算符。之后，输出克隆的完全相同的数据。紧接着，main()声明了一个City对象的数组，输出城市的名字，克隆这个数组，输出克隆的这个数组中城市的名字。为了证明浅克隆完成(比如，这两个数组引用了相同的City对象)，main()最后改变了原来的数组中第一个城市的名字，输出第二个数组中所有城市的名字。我们马上就可以看到，第二个数组中的名字也改变了。编译 (javac CloneDemo.java)并运行 (java CloneDemo)代码清单7，你将会看到如下输出结果：
  98.6 32.0 100.0 212.0 53.5
  98.6 32.0 100.0 212.0 53.5

  Denver Chicago
  Denver Chicago
  Dallas Chicago

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