13.4 原型模式的注意事項 原型模式雖然很簡單，但是在Java中使用原型模式也就是clone方法還是有一些注意事項的，我們通過幾個例子逐個解說。 13.4.1 構造函數不會被執行 一個實現了Cloneable并重寫了clone方法的類A，有一個無參構造或有參構造B，通過new關鍵字產生了一個對象S，再然后通過S.clone()方式產生了一個新的對象T，那么在對象拷貝時構造函數B是不會被執行的。我們來寫一小段程序來說明這個問題，如代碼清單13-8所示。 代碼清單13-8 簡單的可拷貝對象 public?class?Thing?implements?Cloneable{ ?????public?Thing(){ ?????????????System.out.println("構造函數被執行了..."); ?????} ?????@Override ?????public?Thing?clone(){ ?????????????Thing?thing=null; ?????????????try?{ ????????????????????thing?=?(Thing)super.clone(); ?????????????}?catch?(CloneNotSupportedException?e)?{ ????????????????????e.printStackTrace(); ?????????????} ?????????????return?thing; ?????} } 然后我們再來寫一個Client類，進行對象的拷貝，如代碼清單13-9所示。 代碼清單13-9 簡單的場景類 public?class?Client?{ ?????public?static?void?main(String[]?args)?{ ?????????????//產生一個對象 ?????????????Thing?thing?=?new?Thing(); ?????????????//拷貝一個對象 ?????????????Thing?cloneThing?=?thing.clone(); ?????} } 運行結果如下所示： 構造函數被執行了... 對象拷貝時構造函數確實沒有被執行，這點從原理來講也是可以講得通的，Object類的clone方法的原理是從內存中（具體地說就是堆內存）以二進制流的方式進行拷貝，重新分配一個內存塊，那構造函數沒有被執行也是非常正常的了。 13.4.2 淺拷貝和深拷貝 在解釋什么是淺拷貝和什么是深拷貝之前，我們先來看個例子，如代碼清單13-10所示。 代碼清單13-10 淺拷貝 public?class?Thing?implements?Cloneable{ ?????//定義一個私有變量 ?????private?ArrayList<String>?arrayList?=?new?ArrayList<String>(); ?????@Override ?????public?Thing?clone(){ ?????????????Thing?thing=null; ?????????????try?{ ????????????????????thing?=?(Thing)super.clone(); ?????????????}?catch?(CloneNotSupportedException?e)?{ ????????????????????e.printStackTrace(); ?????????????} ?????????????return?thing; ?????} ?????//設置HashMap的值 ?????public?void?setValue(String?value){ ?????????????this.arrayList.add(value); ?????} ?????//取得arrayList的值 ?????public?ArrayList<String>?getValue(){ ?????????????return?this.arrayList; ?????} } 在Thing類中增加一個私有變量arrayLis，類型為ArrayList，然后通過setValue和getValue分別進行設置和取值，我們來看場景類是如何拷貝的，如代碼清單13-11所示。 代碼清單13-11 淺拷貝測試 public?class?Client?{ ?????public?static?void?main(String[]?args)?{ ?????????????//產生一個對象 ?????????????Thing?thing?=?new?Thing(); ?????????????//設置一個值 ?????????????thing.setValue("張三"); ?????????????//拷貝一個對象 ?????????????Thing?cloneThing?=?thing.clone(); ?????????????cloneThing.setValue("李四"); ?????????????System.out.println(thing.getValue()); ?????} } 猜想一下運行結果應該是什么？是僅一個“張三”嗎？運行結果如下所示： [張三，李四] 怎么會這樣呢？怎么會有李四呢？是因為Java做了一個偷懶的拷貝動作，Object類提供的方法clone只是拷貝本對象，其對象內部的數組、引用對象等都不拷貝，還是指向原生對象的內部元素地址，這種拷貝就叫做淺拷貝。確實是非常淺，兩個對象共享了一個私有變量，你改我改大家都能改，是一種非常不安全的方式，在實際項目中使用還是比較少的（當然，這也是一種“危機”環境的一種救命方式）。你可能會比較奇怪，為什么在Mail那個類中就可以使用String類型，而不會產生由淺拷貝帶來的問題呢？內部的數組和引用對象才不拷貝，其他的原始類型比如int、long、char等都會被拷貝，但是對于String類型，Java就希望你把它認為是基本類型，它是沒有clone方法的，處理機制也比較特殊，通過字符串池（stringpool）在需要的時候才在內存中創建新的字符串，讀者在使用的時候就把String當做基本類使用即可。 注意　使用原型模式時，引用的成員變量必須滿足兩個條件才不會被拷貝：一是類的成員變量，而不是方法內變量；二是必須是一個可變的引用對象，而不是一個原始類型或不可變對象。 淺拷貝是有風險的，那怎么才能深入地拷貝呢？我們修改一下程序就可以深拷貝，如代碼清單13-12所示。 代碼清單13-12 深拷貝 public?class?Thing?implements?Cloneable{ ?????//定義一個私有變量 ?????private?ArrayList<String>?arrayList?=?new?ArrayList<String>(); ?????@Override ?????public?Thing?clone(){ ?????????????Thing?thing=null; ?????????????try?{ ????????????????????thing?=?(Thing)super.clone(); ????????????????????thing.arrayList?=?(ArrayList<String>)this.arrayList.clone(); ?????????????}?catch?(CloneNotSupportedException?e)?{ ????????????????????e.printStackTrace(); ?????????????} ?????????????return?thing; ?????} } 僅僅增加了粗體部分，對私有的類變量進行獨立的拷貝。Client類沒有任何改變，運行結果如下所示： [張三] 該方法就實現了完全的拷貝，兩個對象之間沒有任何的瓜葛了，你修改你的，我修改我的，不相互影響，這種拷貝就叫做深拷貝。深拷貝還有一種實現方式就是通過自己寫二進制流來操作對象，然后實現對象的深拷貝，這個大家有時間自己實現一下。 注意　深拷貝和淺拷貝建議不要混合使用，特別是在涉及類的繼承時，父類有多個引用的情況就非常復雜，建議的方案是深拷貝和淺拷貝分開實現。 13.4.3 clone與final兩個冤家 對象的clone與對象內的final關鍵字是有沖突的，我們舉例來說明這個問題，如代碼清單13-13所示。 代碼清單13-13 增加final關鍵字的拷貝 public?class?Thing?implements?Cloneable{ ?????//定義一個私有變量 ?????private?final?ArrayList<String>?arrayList?=?new?ArrayList<String>(); ?????@Override ?????public?Thing?clone(){ ?????????????Thing?thing=null; ?????????????try?{ ????????????????????thing?=?(Thing)super.clone();??????? ????????????????????this.arrayList?=?(ArrayList<String>)this.arrayList.clone(); ?????????????}?catch?(CloneNotSupportedException?e)?{ ????????????????????e.printStackTrace(); ?????????????} ?????????????return?thing; ?????} } 粗體部分僅僅增加了一個final關鍵字，然后編譯器就報斜體部分錯誤，正常呀，final類型你還想重賦值呀！你要實現深拷貝的夢想在final關鍵字的威脅下破滅了，路總是有的，我們來想想怎么修改這個方法：刪除掉final關鍵字，這是最便捷、安全、快速的方式。你要使用clone方法，在類的成員變量上就不要增加final關鍵字。 注意　要使用clone方法，類的成員變量上不要增加final關鍵字。