cloneable这个接口设计得十分奇葩，不符合正常人的使用习惯，然而用这个接口的人很多也很有必要，所以还是有必要了解一下这套扭曲的机制。以下内容来自于对effective java ed 2. item 11的整理。
cloneable接口
首先，cloneable接口中并没有方法。它的存在意义一是让程序员注明当前对象可以clone，二是改变父类object类中clone方法的行为：如果某个类实现了cloneable，那么它的父类object的clone方法可以调用，否则会抛出clonenotsupportedexception。(奇葩吧)
也就是说，如果我们要告诉用户，这个类是可以clone的，并且在我们的实现中需要调用super.clone，那么我们就必须实现cloneable。
（然而，即使某个类实现了cloneable，也不一定保证它就有clone方法，这是这个接口设计的奇葩之处之一，设计者可能是反社会吧）
我们的clone方法
需要重写clone方法的情况分为两类。
1：需要实现cloneable接口。
2：只需要重写clone方法。
其中，第一种情况比较普遍。第二种可以看作为了讨论的完整性对第一种进行的补充。
需要实现cloneable接口
考虑到clone方法是直接给用户用的，建议做到以下几点：
将限制符改为public；
将它的返回类型设置成子类类型（可以这么做是因为java允许covariant return type）；
接住clonenotsupportedexception并不再抛出（既然已经实现了cloneable接口，就不会抛出这个异常，不然用户又要在
那里try-catch半天）。
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@overridepublic phonenumber clone() throws ... { try { return (phonenumber) super.clone(); } catch(clonenotsupportedexception e) { throw new assertionerror(); // can't happen }} |
注意，这里给出的是clone方法的大体写法，包括函数签名等，先让你有一个大略的方向。当我们按照以上三条搭好clone方法的框框后，具体如何去实现克隆的过程，下一节会举例详述。
注：如果当前类是final的，可以直接使用构造器来构造对象。（如果不是final的，那么可能还会有子类，子类再调用super.clone的时候就只能返回父类类型对象，就不太合适了，所以只有final类适合用构造器）
只需要重写clone方法
这个类可能是继承链上的一个中间类。此时该clone方法最好模拟object.clone的行为，即：
限制符为protected；
不实现cloneable；
抛出clonenotsupportedexception。
不同情景下的clone方法实现
首先，应熟悉object.clone的行为（因为在我们自己的类中经常会调用super.clone，最终调用object.clone）：浅拷贝。即：先创建一个新对象，然后将它的所有域初始化为待拷贝对象的域的对应值。
另外，所有数组都会实现cloneable接口，t[].clone的返回类型也为t[]，行为与object类似。（这是一个好用的feature，实现浅拷贝时会经常用到）
官方文档对clone的实现建议是：先调用super.clone创建对象；如果对象的域都是基本类型，则一切搞定；否则，如果对象是可变对象，则要将组成对象的"deep structure"的对象全部复制，然后将复制品的域引用指向这些复制后的对象。
上一节给出的phonenumber的clone属于前者（对象域为电话号码、区号等，为基本类型short），所以调用super.clone再加一个cast就可以搞定。
注意这个蓝色的deep structure，指明了clone方法实现的精髓。以下举两个例子，读者可细细品味。
案例一：stack
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public class stack { private object[] elements; private int size = 0; private static final int default_initial_capacity = 16; public stack() {...} public void push(object e) {...} public object pop() {...} private void ensurecapacity() {...} //omitted for simplicity} |
如果在stack的clone方法中，也简单地返回super.clone，会有一个严重的后果，就是在原对象中如果增删了元素，在复制对象中的size不变，但是实际上元素被增删了，违反了复制对象的invariant。
解决办法是将elements数组独立克隆：
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@override public stack clone() { try { stack result = (stack) super.clone(); result.elements = elements.clone(); return result; } catch (clonenotsupportedexception e) { throw new assertionerror(); }} |
两种方法的区别如下：（渣图……）
第一种方法对应左图，由于克隆后的对象的elements指向原对象中的数组，当原对象增删元素时，克隆后的对象的backing array也跟着自动变化。第二种方法对应右图，克隆后对象的数组和原对象的数组是互相独立的，当原对象增删元素时，克隆后的对象可以不受影响，因为它还保持原有的那些引用。虽然两种都是浅拷贝，但只有第二种符合不变性。而且第二种是容器类的一种常用做法，如arraylist的copy constructor。
案例二：hashtable
在stack的基础上再复杂一点，我们研究一个hashtable:
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public class hashtable implements cloneable { private entry[] buckets = ...; private static class entry { final object key; object value; entry next; entry(object key, object value, entry next) { this.key = key; this.value = value; this.next = next; } } ... // remainder omitted} |
如果我们照搬stack的克隆方法，是否会有效呢？
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@override public hashtable clone() { try { hashtable result = (hashtable) super.clone(); result.buckets = buckets.clone(); return result; } catch (clonenotsupportedexception e) { throw new assertionerror(); }} |
克隆后的hashtable有自己的array了，看起来好像没什么问题了。然而，hashtable使用的是entry对象头尾相接的链表。克隆后entry元素们还指向同样的对象，此时如果原table增删了元素，其实质是它将某些entry指向了新entry或指向null；由于克隆后的table与克隆前的table共享一套entry对象，所以它的内部结构发生了同样的改变，但它并不知道自己发生了改变，这样就出现了奇怪的现象，比如说克隆后的table的size明明没变，却凭空多出/消失了一些元素。
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hashtable original = new hashtable();original.put(x, y);hashtable cloned = original.clone();original.remove(x); //cloned gets removed by one element too, but does not know of it!!if(cloned.size() > 0){ dosomething(); //danger! it's actually empty!! } |
如图：
解决方法是将其中value的容器entry做深拷贝。
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public class hashtable implements cloneable { private entry[] buckets = ...; private static class entry { final object key; object value; entry next; entry(object key, object value, entry next) { this.key = key; this.value = value; this.next = next; // recursively copy the linked list headed by this entry entry deepcopy() { return new entry(key, value, next == null ? null : next.deepcopy()); } } @override public hashtable clone() { try { hashtable result = (hashtable) super.clone(); result.buckets = new entry[buckets.length]; for (int i = 0; i < buckets.length; i++) if (buckets[i] != null) result.buckets[i] = buckets[i].deepcopy(); return result; } catch (clonenotsupportedexception e) { throw new assertionerror(); } } ... // remainder omitted} |
注：value指向的object仍然没变，所以这种方法只是在一定程度上做深拷贝。由于hashtable直接操作的是entry，将entry这一层深拷贝即可。
由于上述deepcopy()方法容易引起stack overflow，作者建议使用iteration代替recursion.
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//iteratively copy the linked list headed by this entryentry deepcopy() { entry result = new entry(key, value, next); for (entry p = result; p.next != null; p = p.next) p.next = new entry(p.next.key, p.next.value, p.next.next); return result;} |
其他碎碎念
（非final类的）clone方法不应调用克隆后对象的nonfinal方法。若该类的子类重写了这个nonfinal方法，该方法有可能在子类创建完毕之前去调用它的一些方法/数据，可能会引起数据损坏。
如果类中有一个指向可变对象的final域，则以上的clone实现机制无法work，因为对象创建好以后无法再给final域assign一个值。
不可变类不应该支持clone，因为clone后的对象跟原对象没有区别。
其实一种比较好的方法是copy constructor或copy factory。它们没有cloneable的那些奇葩性，不抛异常，而且可以搞定final域。
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public yum(yum yum); //copy constructorpublic static yum newinstance(yum yum); //copy factory |
一个更好的好处是，interface-based copy constructor或copy factory (称为conversion constructors / conversion factories)可以允许用户选择与原对象不同类的克隆对象。如
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hashset s = ...;new treeset(s); //将hashset转换成treeset |
总结
以上所述是小编给大家介绍的java中clone的写法，希望对大家有所帮助，如果大家有任何疑问请给我留言，小编会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对服务器之家网站的支持！
原文链接：https://www.cnblogs.com/mozi-song/p/9373210.html
