基本知识
Java在运行时的内存使用分两块：栈内存与堆内存。
只就变量而言，栈内存上分配一些基本类型的变量（如int、boolean）与对象的引用，而堆内存分配给真正的对象本身以及数组等，堆内存上的数据由栈内存上的相应变量引用，相当于栈中存储着堆内存中实际对象或数组的标记或别名（实际上是堆内存变量首地址）。
将对象复制出一份的行为称为对象的拷贝。
一般来说，拷贝出的对象需要满足以下三点：
x.clone() != x
x.clone().getClass() == x.getClass()
x.clone().equals(x)
首先定义三个类。
PersonalInfo.java
1
2
3
4
5
6
publicclassPersonalInfoimplementsCloneable{
@Override
protectedObjectclone()throwsCloneNotSupportedException{
returnsuper.clone();
}
}
Manager.java
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
publicclassManagerimplementsCloneable{
privatePersonalInfo personalInfo;
/* 省略 constructor 与 accessors */
@Override
protectedObjectclone()throwsCloneNotSupportedException{
returnsuper.clone();
}
}
Department.java
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
publicclassDepartmentimplementsCloneable{
privateintempCount;
privateManager manager;
/* 省略 constructor 与 accessors */
@Override
protectedObjectclone()throwsCloneNotSupportedException{
returnsuper.clone();
}
}
当需要被克隆的对象的类没有实现Cloneable接口而被调用clone方法时，就会抛出CloneNotSupportedException。
再在Main类中编写测试用的断言，本文将面向测试一步一步地实现最终的彻底深拷贝。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Department dep0 =newDepartment(100,newManager(newPersonalInfo()));
Department dep1;
// do something here
/* 是浅拷贝 */
assertdep0 != dep1;
/* 是深拷贝 */
assertdep0.getManager() != dep1.getManager();
/* 是彻底深拷贝 */
assertdep0.getManager().getPersonalInfo() != dep1.getManager().getPersonalInfo();
为了使断言机制工作，我们在运行/调试配置中传入VM参数-enableassertions。
主要有两种约定俗成的形式来实现拷贝，本文选择clone()。
Object.class
1
2
3
// ...
protectednativeObjectclone()throwsCloneNotSupportedException;
// ...
protected表示该方法只能在本身、本包以及子类中使用。
这种方式与重写clone()大同小异，唯一不同的是new关键字直接开辟了新对象，继而只需要完成相应字段的拷贝工作。
在学习编写Java代码的过程中，最常见的问题就是String的“相等”，以此为思路，首先尝试：
1dep1 = dep0;
断言失败在assert dep0 != dep1;，说明dep0和dep1根本就是引用了堆上的同一个对象，拷贝也就更无从谈起了。
同一引用
在没有显式重写Department类的clone方法时，尝试：
1dep1 = (Department) dep0.clone();
断言失败在assert dep0.getManager() != dep1.getManager();，说明dep0和dep1已经不是同一个对象引用，至此实现了浅拷贝的要求。
但是同时发现，dep0/dep1中持有了同一个对象manager的引用，因此很遗憾，无法通过深拷贝的断言。
浅拷贝
这里提一下String类在拷贝中的特殊性，String属于非基本类型，且其一旦声明就不再可变。在传递引用给另一个String对象后，改变该对象的值就相当于将引用指向另一个不可变的String对象，同时原对象的引用与值保持不变。因此在实际拷贝操作中不需要考虑String，在比对值时只需要注意使用equals()即可。
实现深拷贝我们需要修改Department类的clone方法：
1
2
3
4
5
6
7
8
// ...
@Override
protectedObjectclone()throwsCloneNotSupportedException{
Department department = (Department)super.clone();
department.manager = (Manager) manager.clone();
returndepartment;
}
// ...
断言失败在assert dep0.getManager().getPersonalInfo() != dep1.getManager().getPersonalInfo();，说明我们已经实现了针对Department的深拷贝。
但是断言的失败说明了我们的深拷贝并非彻底，彻底的深拷贝应该递归地克隆对象中的所有引用。
非彻底的深拷贝
同理，修改Manager类的clone方法：
1
2
3
4
5
6
7
8
// ...
@Override
protectedObjectclone()throwsCloneNotSupportedException{
Manager manager = (Manager)super.clone();
manager.personalInfo = (PersonalInfo) personalInfo.clone();
returnmanager;
}
// ...
再次运行，通过了所有断言，至此实现了递归式的彻底深拷贝。
彻底的深拷贝
