我不知道的事——深克隆和浅克隆



      
       推荐一部好电影《致命魔术》。（此处为植入广告）
       推荐理由：涉及人性。画面不错，剧情跌宕，亦魔亦幻（此处的”魔“为魔术的”魔“）。虽然女猪脚不尽如人意，但是男猪脚比较帅。而且看完后有利于理解克隆，当然理解了克隆也利于观影！

       首先，简单客观地解释下几个关键的名词（我们约定A表示原来的对象，P表示A引用的对象；AC表示克隆后的A对象）：
       浅克隆：复制克隆对象的基本信息及其对其他对象的引用。在改变AC对象的P对象时，那么也会改变A对象的P对象。
       深克隆：深克隆也会复制对象的基本信息以及其对其他对象的引用，但是，改变AC对象的引用P对象时，不会引起A对象的P对象。

       从前面浅克隆的定义上看，改变AC的P就能改变A的P，这样显得这种克隆更加像深克隆（都刨到别人祖坟了，够深的！）。但是，换个角度来看，这种克隆只是浅显的将一个对象拷贝出来了，并没有真正的去对这个对象进行深入地剖析，即没有剥离两者之间的依赖，使得A和AC更像一个对象的不同命名，因此，反而显得浅显了。深克隆的技术含量也较之浅克隆高点。
       为了方便理解，我将浅克隆形象化为一对连体双胞胎，而将深克隆形象化为一对同卵双胞胎；或者也可将浅克隆理解为镜像，而深克隆则是复制了一个真正具有独立行为能力的实体。
       下面详细对它们进行阐述：
       克隆
       实现克隆的类都必须实现Cloneable接口，而且一般需要重写Object类里的clone()方法。我们首先看看Object类中对clone()方法的注释与声明：
Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.      * Creates and returns a copy of this object.  The precise meaning 
  3.      * of "copy" may depend on the class of the object. The general 
  4.      * intent is that, for any object {@code x}, the expression: 
  5.      * <blockquote> 
  6.      * <pre> 
  7.      * x.clone() != x</pre></blockquote> 
  8.      * will be true, and that the expression: 
  9.      * <blockquote> 
  10.      * <pre> 
  11.      * x.clone().getClass() == x.getClass()</pre></blockquote> 
  12.      * will be {@code true}, but these are not absolute requirements. 
  13.      * While it is typically the case that: 
  14.      * <blockquote> 
  15.      * <pre> 
  16.      * x.clone().equals(x)</pre></blockquote> 
  17.      * will be {@code true}, this is not an absolute requirement. 
  18.      * <p> 
  19.      * By convention, the returned object should be obtained by calling 
  20.      * {@code super.clone}.  If a class and all of its superclasses (except 
  21.      * {@code Object}) obey this convention, it will be the case that 
  22.      * {@code x.clone().getClass() == x.getClass()}. 
  23.      * <p> 
  24.      * By convention, the object returned by this method should be independent 
  25.      * of this object (which is being cloned).  To achieve this independence, 
  26.      * it may be necessary to modify one or more fields of the object returned 
  27.      * by {@code super.clone} before returning it.  Typically, this means 
  28.      * copying any mutable objects that comprise the internal "deep structure" 
  29.      * of the object being cloned and replacing the references to these 
  30.      * objects with references to the copies.  If a class contains only 
  31.      * primitive fields or references to immutable objects, then it is usually 
  32.      * the case that no fields in the object returned by {@code super.clone} 
  33.      * need to be modified. 
  34.      * <p> 
  35.      * The method {@code clone} for class {@code Object} performs a 
  36.      * specific cloning operation. First, if the class of this object does 
  37.      * not implement the interface {@code Cloneable}, then a 
  38.      * {@code CloneNotSupportedException} is thrown. Note that all arrays 
  39.      * are considered to implement the interface {@code Cloneable} and that 
  40.      * the return type of the {@code clone} method of an array type {@code T[]} 
  41.      * is {@code T[]} where T is any reference or primitive type. 
  42.      * Otherwise, this method creates a new instance of the class of this 
  43.      * object and initializes all its fields with exactly the contents of 
  44.      * the corresponding fields of this object, as if by assignment; the 
  45.      * contents of the fields are not themselves cloned. Thus, this method 
  46.      * performs a "shallow copy" of this object, not a "deep copy" operation. 
  47.      * <p> 
  48.      * The class {@code Object} does not itself implement the interface 
  49.      * {@code Cloneable}, so calling the {@code clone} method on an object 
  50.      * whose class is {@code Object} will result in throwing an 
  51.      * exception at run time. 
  52.      * 
  53.      * @return     a clone of this instance. 
  54.      * @exception  CloneNotSupportedException  if the object's class does not 
  55.      *               support the {@code Cloneable} interface. Subclasses 
  56.      *               that override the {@code clone} method can also 
  57.      *               throw this exception to indicate that an instance cannot 
  58.      *               be cloned. 
  59.      * @see java.lang.Cloneable 
  60.      */  
  61.     protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;  

       虽然过长，但是我觉得还是很有必要看看的。从前面的注释中可以看出：x.clone() != x 但是 x.clone().getClass() == x.getClass() 。这可以看成克隆的精确描述。从x.clone() != x 看，觉得这个镜像也不简单，镜子里面的世界和镜子外面的世界原来也不是同一个，开始有一点魔幻的味道了。注释里还有一句话值得我们关注：Note that all arrays are considered to implement the interface  Cloneable and that the return type of the clone method of an array type T[] is T[] where T is any reference or primitive type.所有的数组都实现了Cloneable接口，返回的是一个数组类型。这个大家可以验证一下，反正我验证是有的。这段注释里还有很多地方值得我们去研究（比如提到了深克隆和浅克隆），我都好不容易贴出来了，大家自己去看看吧！
       clone()方法会抛出CloneNotSupportedException，这是为什么呢？这是因为Object类没有实现Cloneable接口。身为万物之祖，Object也有很多不会的啊！

       浅克隆
       要想做到AC的属性和A一样其实并不难，最简单的办法就是AC = A；而且也能保证改变AC的P会引起A的P改变。这样不就可以了吗？为什么还要用克隆呢？你似乎忘了，在克隆里我们讲过，AC和A需满足两个条件：x.clone() != x和x.clone().getClass() == x.getClass()。如果直接AC = A，很明显AC == A返回的是true。至于具体原因就涉及到克隆的作用了，等会的克隆的用途会详细说明。
       浅克隆的实现并不难，下面看一个示例：
Java代码  收藏代码
  1. class Sword{  
  2.         String name;  
  3.         float weight;  
  4.         public Sword(String name, float weight){  
  5.             this.name = name;  
  6.             this.weight = weight;  
  7.         } // end constructor  
  8.     } // end class Sword  
  9.       
  10.     class Hero implements Cloneable{  
  11.         String name;  
  12.         int energy; // hero的战斗值  
  13.         Sword s;  
  14.         public Hero(String name, int energy, Sword s){  
  15.             this.name = name;  
  16.             this.energy = energy;  
  17.             this.s = s;  
  18.         } // end constructor  
  19.           
  20.         public void kill(){  
  21.             System.out.println("战斗值为" + energy + "的" + name + "挥动着重为"  
  22.                     + s.weight + "斤的" + s.name + "要开杀戒了！");  
  23.         } // end kill  
  24.           
  25.         /** 
  26.          * 重写Object的clone方法。 
  27.          */  
  28.         public Object clone(){  
  29.             Hero h = null;  
  30.             try {  
  31.                 h = (Hero)super.clone();  
  32.             } catch (CloneNotSupportedException e) {  
  33.                 e.printStackTrace();  
  34.             } // end try-catch  
  35.             return h;  
  36.         } // end clone  
  37.     } // end class Hero  
  38.       
  39.     public class ShallowClone{  
  40.         /** 
  41.          * 主函数。 
  42.          * @param args 
  43.          */  
  44.         public static void main(String[] args) {  
  45.             // 声明一个Sword对象  
  46.             Sword s = new Sword("绝世好剑", 58.3f);  
  47.             // 声明一个Hero  
  48.             Hero h1 = new Hero("步惊云", 1000, s);  
  49.             h1.kill();  
  50.             // 克隆  
  51.             Hero h2 = (Hero) h1.clone();  
  52.             // 改变h2的s的一些属性  
  53.             h2.s.name = "草雉剑";  
  54.             h2.s.weight = 23.4f;  
  55.             h1.kill();  
  56.         if( !(h1 == h2)){  
  57.             System.out.println("从哲学的角度讲：此时的" +   
  58.                 h1.name + "已经不是从前的" + h1.name + "了！");  
  59.         }else{  
  60.             System.out.println("娃哈哈，我" + h1.name + "还是" + h1.name                   + "！");  
  61.             } // end if-else  
  62.         } // end main     
  63.     } // end class ShallowClone  

       这段代码的运行结果是什么呢？请看：
            战斗值为1000的步惊云挥动着重为58.3斤的绝世好剑要开杀戒了！
           战斗值为1000的步惊云挥动着重为23.4斤的草雉剑要开杀戒了！
           从哲学的角度讲：此时的步惊云已经不是从前的步惊云了！
       是的，正如我们所说的h1的s对象的name和weight也改变了。而且其实现也是很简单。当然对这一块比较熟悉的朋友会非常气愤地指出，这里有一些基本的常识错误：绝世好剑和草雉剑根本就不是这个重量，步惊云也得不到草雉剑！但是，("made in China".equals("everything is possible")) == true（支持国产，再次植入广告！）。好吧，我们回到浅克隆，这里实现浅克隆的代码相当简单，直接super.clone()就可以了。
       网上有一种说法，说浅克隆是不正确的克隆。我觉得不管正不正确，当我们要克隆的对象只有基本数据类型和String等属性时，直接浅克隆就可以了。运用之妙，存乎一心！

       深克隆
       前面讲了，深克隆就是将克隆的对象和原来的对象独立开来。那么怎么实现呢？
       在上面的代码上修改了一点：
Java代码  收藏代码
  1. class Sword implements Cloneable{  
  2.         String name;  
  3.         float weight;  
  4.         public Sword(String name, float weight){  
  5.             this.name = name;  
  6.             this.weight = weight;  
  7.         } // end constructor  
  8.         public Object clone(){  
  9.             try {  
  10.                 return super.clone();  
  11.             } catch (CloneNotSupportedException e) {  
  12.                 e.printStackTrace();  
  13.             } // end try-catch  
  14.             return null;  
  15.         } // end clone  
  16.     } // end class Sword  
  17.   
  18.     class Hero implements Cloneable{  
  19.         String name;  
  20.         int energy; // hero的战斗值  
  21.         Sword s;  
  22.         public Hero(String name, int energy, Sword s){  
  23.             this.name = name;  
  24.             this.energy = energy;  
  25.             this.s = s;  
  26.         } // end constructor  
  27.         public void kill(){  
  28.             System.out.println("战斗值为" + energy + "的" + name + "挥动着                  重为" + s.weight + "斤的" + s.name + "要开杀戒了！");  
  29.         } // end kill  
  30.         /** 
  31.          * 重写Object的clone方法。 
  32.          */  
  33.         public Object clone(){  
  34.             Hero h = null;  
  35.             try {  
  36.                 h = (Hero)super.clone();  
  37.                 h.s = (Sword) s.clone();  
  38.             } catch (CloneNotSupportedException e) {  
  39.                 e.printStackTrace();  
  40.             } // end try-catch  
  41.             return h;  
  42.         } // end clone  
  43.     } // end class Hero  
  44.   
  45.     public class DeepClone{   
  46.         /** 
  47.          * 主函数。 
  48.         * @param args 
  49.         */  
  50.         public static void main(String[] args) {  
  51.             // 声明一个Sword对象  
  52.             Sword s = new Sword("绝世好剑", 58.3f);  
  53.             // 声明一个Hero  
  54.             Hero h1 = new Hero("步惊云", 1000, s);  
  55.             h1.kill();  
  56.             // 克隆  
  57.             Hero h2 = (Hero) h1.clone();  
  58.             // 改变h2的s的一些属性  
  59.             h2.s.name = "草雉剑";  
  60.             h2.s.weight = 23.4f;  
  61.             h1.kill();  
  62.             if(! (h1 == h2)){  
  63.                 System.out.println("从哲学的角度讲：此时的" +   
  64.                         h1.name + "已经不是从前的" + h1.name + "了！");  
  65.             }else{  
  66.                 System.out.println("娃哈哈，我" + h1.name + "还是" + h1.name + "！");  
  67.             } // end if-else  
  68.         } // end main  
  69.     } // end class DeepClone  

       认真观察就会发现，代码的变动并不是很大，只是Sword类也实现了Cloneable接口，在Hero中也对hero对象的sword进行了克隆。这样就实现了深克隆。那么这段代码的结果是不是我们希望看到的呢：
               战斗值为1000的步惊云挥动着重为58.3斤的绝世好剑要开杀戒了！
               战斗值为1000的步惊云挥动着重为58.3斤的绝世好剑要开杀戒了！
                从哲学的角度讲：此时的步惊云已经不是从前的步惊云了！
       看吧，h1并没有因为克隆后的h2改变了s的name和weight而跟着发生了改变，圆满完成了我们的预期目标。
       关于深克隆还有另一种方式：使用Serializable。大家可以去关注一下，这里就不讨论了。

       克隆的用途
       我们知道了深克隆和浅克隆，那么克隆到底有什么用呢？
       答案很简单：有需求就有市场。我们要克隆是因为我们需要一个和已知对象一样的对象（这个我觉得看了《致命魔术》后肯定理解得更深）。当我们需要一个对象的副本但又不想影响原来的对象时，我们可以考虑使用克隆。
       个人觉得克隆为程序员提供了对对象更加灵活的操纵力。我觉得大家在理解的基础上然后提出自己的见解就可以了。

       总结
       最近看《Effective Java》，里面专门提到了：谨慎地覆盖clone。而且里面也提到了用copy constructor（克隆构造器）或者copy factory（克隆工厂）更加地安全。网上有很多解说的，但是我觉得这个版本不错，大家去看看吧：http://www.slideshare.net/fmshaon/effective-java-override-clone-method-judiciously

       最后，还有一件事，《致命魔术》真的不错！
       晚安！

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短短一生不过数十载&#xff0c;对于很多人而言&#xff0c;作IT、作技术只是生命中的某一段&#xff0c;并非所有。而无论是换工作还是换行业&#xff0c;只是一种形式而已&#xff0c;最终我们追求的是成功、是荣誉、是收获。于是在年轻的这几年里&#xff0c;作为技术人员理…
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TOAD连接Oracle数据库失败：OCI_INVALID_HANDLE解决

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前些天发现了一个巨牛的人工智能学习网站&#xff0c;通俗易懂&#xff0c;风趣幽默&#xff0c;忍不住分享一下给大家。点击跳转到教程。 1. toad 连接Oracle数据库连接失败如图&#xff1a; 2. 导致这个情况的前因&#xff1a;toad运行情况下&#xff0c;突然断电。 3. 解决…
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