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謹慎地覆蓋clone

Clone提供一種語言之外的機制:無需呼叫構造器就可以建立物件。

它的通用約定非常弱:

建立和返回該物件的一個拷貝。這個拷貝的精確含義取決於該物件的類。一般含義是,對於任何物件x,表示式x.clone() != x 將會是true,並且,表示式x.clone().getClass() == x.getClass() 將會是true,但這些不是絕對的要求,通常情況下,表示式 x.clone().equals(x) 將會是true,這也不是一個絕對的要求,拷貝物件往往是建立它的類的一個新例項,但它同時也會要求拷貝內部的資料結構。

如果類的每個域包含一個基本型別的值,或者包含一個指向不可變物件的引用,那麼被返回的物件則正是所需要的物件,如PhoneNumber類:

複製程式碼
public class PhoneNumber implements Cloneable{
    private final int areaCode;
    private final int prefix;
    private final int lineNumber;
    
    public PhoneNumber(int areaCode, int prefix, int lineNumber) {
        rangeCheck(areaCode, 999, "area code");
        rangeCheck(prefix, 999, "prefix");
        rangeCheck(lineNumber, 
9999, "line number"); this.areaCode = areaCode; this.prefix = prefix; this.lineNumber = lineNumber; } private static void rangeCheck(int arg, int max, String name) { if(arg < 0 || arg > max) { throw new IllegalArgumentException(name + ": " + arg); } } @Override
public boolean equals(Object o) { if(o == this) return true; if(!(o instanceof PhoneNumber)) return false; PhoneNumber pn = (PhoneNumber)o; return pn.lineNumber == lineNumber && pn.prefix == prefix && pn.areaCode == areaCode; } @Override public PhoneNumber clone() { try { return (PhoneNumber) super.clone(); } catch(CloneNotSupportedException e) { throw new AssertionError(); } } }
複製程式碼

只需要簡單地呼叫super.clone() 而不用做進一步的處理。

如果物件中包含的域引用了可變的物件:

複製程式碼
public class Stack {
    private Object[] elements;
    private int size = 0;
    private static final int DEFAULT_INITAL_CAPACITY = 16;
    
    public Stack() {
        elements = new Object[DEFAULT_INITAL_CAPACITY];
    }
    
    public void push(Object e) {
        ensureCapacity();
        elements[size++] = e;
    }
    
    public Object pop() {
        if(size == 0) {
            throw new EmptyStackException();
        }
        Object result = elements[--size];
        elements[size] = null;
        return result;
    }
    
    private void ensureCapacity() {
        if(elements.length == size)
            elements = Arrays.copyOf(elements, 2 * size + 1);
    }
}
複製程式碼

如果把這個類做成是可克隆的。如果它的clone方法僅僅返回super.clone(),這樣得到的Stack例項,在size域有正確的值,但它的elements域將引用與原始Stack例項相同的陣列。

為了使Stack類中的clone方法正常地工作,必須拷貝棧的內部資訊:

複製程式碼
@Override
public Stack clone() {
    try {
        Stack result = (Stack) super.clone();
        result.elements = elements.clone();
        return result;
    } catch (CloneNotSupportedException e) {
        throw new AssertionError();
    }
}
複製程式碼

如果elements域是final的,上面的clone方法無法正常工作,因為clone方法被禁止給elements賦新值。

另一個實現物件拷貝的好辦法是提供一個拷貝構造器或拷貝工廠。拷貝構造器只是一個構造器,它唯一的引數型別是包含該構造器的類,例如 public Yum(Yum yun);

拷貝工廠是類似於拷貝構造器的靜態工廠:public static Yum newInstance(Yum yum);

它們不依賴於有風險的、語言之外的物件建立機制,也不要求遵守尚未制定好文件的規範,不會與fianl域的正常使用發生衝突,不丟擲不必要的受檢異常,不需要進行型別轉換。

拷貝構造器或者拷貝工廠可以帶一個引數,引數型別是通過該類實現的介面,例如所有通用集合實現都提供一個拷貝構造器,它的引數型別是Collection或者Map。基於介面的拷貝構造器和拷貝工廠允許客戶選擇拷貝的實現型別,例如假設有一個HashSet s,希望把它拷貝成一個TreeSet,clone方法無法提供這樣的功能,但用轉換構造器實現:new TreeSet(s)。

cloneable的問題導致我們不應該擴充套件這個介面,為了繼承而設計的類也不應該實現這個介面,由於它具有這麼多缺點,專家級的程式設計師從來不去覆蓋clone方法, 也從來不去呼叫它,除非拷貝陣列。

對於一個專門為繼承而設計的類,如果未能提供行為良好的受保護clone方法,它的子類就不可能實現Cloneable介面。