Про Java, яку можна клонувати

Я шукав кілька підручників, що пояснюють Java Cloneable, але не отримав жодних хороших посилань, і Stack Overflow у будь-якому випадку стає більш очевидним вибором.

Я хотів би знати наступне:

1. Cloneableозначає, що ми можемо мати клон або копію об’єктів, реалізуючи Cloneableінтерфейс. Які переваги та недоліки цього робити?
2. Як відбувається рекурсивне клонування, якщо об’єкт є складеним об’єктом?

Перше, про що ви повинні знати Cloneable, - це не використовувати.

Дуже важко здійснити клонування Cloneableправильно, а зусиль не варто.

Замість цього використовуйте деякі інші варіанти, такі як apache-commons SerializationUtils(глибокий клон) або BeanUtils(дрібний клон), або просто використовуйте конструктор копіювання.

Подивіться тут на погляди Джоша Блоха щодо клонування з Cloneable, що пояснює численні недоліки підходу. ( Джошуа Блох був співробітником компанії Sun і керував розробкою численних функцій Java.)

Cloneable сам по собі є лише маркером-інтерфейсом, тобто: він не визначає метод clone ().

Що робить, це зміна поведінки захищеного методу Object.clone (), який викине CloneNotSupportedException для класів, які не реалізують Cloneable, і виконає неглибоку копію членів для класів, які це роблять.

Навіть якщо це поведінка, яку ви шукаєте, вам все одно доведеться застосувати власний метод clone (), щоб зробити його загальнодоступним.

При реалізації власного клону () ідея полягає в тому, щоб почати з об’єкта, створеного за допомогою super.clone (), який гарантовано буде правильним класом, а потім виконати будь-яку додаткову сукупність полів, якщо дрібна копія не те, що ти хочеш. Викликати конструктор з clone () було б проблематично, оскільки це порушило би успадкування у випадку, якщо підклас хоче додати власну додаткову клоновану логіку; якби він викликав super.clone (), то в цьому випадку він отримав би об'єкт неправильного класу.

Цей підхід оминає будь-яку логіку, яка може бути визначена у ваших конструкторах, що потенційно може бути проблематичним.

Інша проблема полягає в тому, що будь-які підкласи, які забудуть замінити clone (), автоматично успадковуватимуть неглибоку копію за замовчуванням, що, швидше за все, не є тим, що ви хочете у випадку змінного стану (який тепер буде передаватися між джерелом та копією).

Більшість розробників не використовують Cloneable з цих причин, а просто впроваджують конструктор копій.

Для отримання додаткової інформації та потенційних підводних каменів Cloneable настійно рекомендую книгу Ефективна Java Джошуа Блоха

1. Клонування викликає позалінгвістичний спосіб побудови об’єктів - без конструкторів.
2. Клонування вимагає від вас якось лікування CloneNotSupportedException - або заважати коду клієнта для його обробки.
3. Переваги невеликі - просто не потрібно писати конструктор копіювання вручну.

Отже, використовуйте Cloneable розумно. Це не дає вам достатньої вигоди порівняно із зусиллями, які потрібно докласти, щоб зробити все правильно.

Клонування - це основна парадигма програмування. Той факт, що Java, можливо, багато в чому це реалізувала погано, зовсім не зменшує необхідність клонування. І легко застосувати клонування, яке буде працювати, але якщо ви хочете, щоб воно працювало, неглибоке, глибоке, змішане, що завгодно. Ви навіть можете використовувати ім’я clone для функції і не реалізовувати Cloneable, якщо хочете.

Припустимо, у мене є класи A, B і C, де B і C є похідними від A. Якщо у мене є список об’єктів типу A, такий:

ArrayList<A> list1;

Тепер цей список може містити об’єкти типу A, B або C. Ви не знаєте, якого типу є об’єкти. Отже, ви не можете скопіювати список таким чином:

ArrayList<A> list2 = new ArrayList<A>();
for(A a : list1) {
    list2.add(new A(a));
}

Якщо об’єкт насправді типу B або C, ви не отримаєте правильну копію. А що, якщо A абстрактний? Зараз деякі люди пропонують таке:

ArrayList<A> list2 = new ArrayList<A>();
for(A a : list1) {
    if(a instanceof A) {
        list2.add(new A(a));
    } else if(a instanceof B) {
        list2.add(new B(a));
    } else if(a instanceof C) {
        list2.add(new C(a));
    }
}

Це дуже, дуже погана ідея. Що робити, якщо ви додасте новий похідний тип? Що робити, якщо B або C в іншому пакеті, і у вас немає доступу до них у цьому класі?

Що ви хотіли б зробити, це:

ArrayList<A> list2 = new ArrayList<A>();
for(A a : list1) {
    list2.add(a.clone());
}

Багато людей вказали, чому основна реалізація клону Java є проблематичною. Але це легко подолати таким чином:

У класі А:

public A clone() {
    return new A(this);
}

У класі B:

@Override
public B clone() {
    return new B(this);
}

У класі С:

@Override
public C clone() {
    return new C(this):
}

Я не реалізую Cloneable, просто використовуючи одне і те ж ім'я функції. Якщо вам це не подобається, назвіть це інакше.

А) Існує не так багато переваг клону перед конструктором копіювання. Ймовірно, найбільша з них - це можливість створити новий об’єкт із точно таким самим динамічним типом (за умови, що оголошений тип є клонувальним та має загальнодоступний метод клонування).

Б) Клон за замовчуванням створює неглибоку копію, і він залишатиметься дрібною копією, якщо це не зміниться у вашій реалізації клону. Це може бути важко, особливо якщо ваш клас має заключні поля

Божо має рацію, клона буває важко отримати правильно. Конструктор копіювання / фабрика задовольнить більшість потреб.

Які недоліки Cloneable?

Клонування дуже небезпечно, якщо об'єкт, який ви копіюєте, має композицію. Вам слід подумати про нижчий можливий побічний ефект у цьому випадку, оскільки клон створює неглибоку копію:

Скажімо, у вас є один об’єкт для обробки маніпуляцій, пов’язаних з db. Скажімо, цей об’єкт має Connectionоб’єкт як одну з властивостей.

Тому , коли хтось - то створює клон originalObject, об'єкт створюється, скажімо, cloneObject. Тут originalObjectі cloneObjectмістять однакові посилання на Connectionоб'єкт.

Скажімо, originalObjectзакриває Connectionоб'єкт, тому тепер це cloneObjectне буде працювати, оскільки connectionоб'єкт був спільним для них, і він фактично був закритий originalObject.

Подібна проблема може виникнути, якщо скажімо, що ви хочете клонувати об’єкт, який має властивість IOStream.

Як відбувається рекурсивне клонування, якщо об’єкт є складеним об’єктом?

Cloneable виконує неглибоку копію. Сенс полягає в тому, що дані вихідного об'єкта та об'єкта-клону вказуватимуть на одне посилання / пам'ять. навпаки, у випадку глибокої копії, дані з пам'яті оригінального об'єкта копіюються в пам'ять об'єкта-клону.