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本篇內(nèi)容主要講解“JAVA中的指針,引用及對(duì)象的clone分別是什么”,感興趣的朋友不妨來(lái)看看。本文介紹的方法操作簡(jiǎn)單快捷,實(shí)用性強(qiáng)。下面就讓小編來(lái)帶大家學(xué)習(xí)“JAVA中的指針,引用及對(duì)象的clone分別是什么”吧!
Java語(yǔ)言的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是取消了指針的概念,但也導(dǎo)致了許多程序員在編程中常常忽略了對(duì)象與引用的區(qū)別,本文會(huì)試圖澄清這一概念。并且由于Java不能通過(guò)簡(jiǎn)單的賦值來(lái)解決對(duì)象復(fù)制的問(wèn)題,在開(kāi)發(fā)過(guò)程中,也常常要要應(yīng)用clone()方法來(lái)復(fù)制對(duì)象。本文會(huì)讓你了解什么是影子clone與深度clone,認(rèn)識(shí)它們的區(qū)別、優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)。
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看到這個(gè)標(biāo)題,是不是有點(diǎn)困惑:Java語(yǔ)言明確說(shuō)明取消了指針,因?yàn)橹羔樛窃趲?lái)方便的同時(shí)也是導(dǎo)致代碼不安全的根源,同時(shí)也會(huì)使程序的變得非常復(fù)雜難以理解,濫用指針寫(xiě)成的代碼不亞于使用早已臭名昭著的"GOTO"語(yǔ)句。Java放棄指針的概念絕對(duì)是極其明智的。但這只是在Java語(yǔ)言中沒(méi)有明確的指針定義,實(shí)質(zhì)上每一個(gè)new語(yǔ)句返回的都是一個(gè)指針的引用,只不過(guò)在大多時(shí)候Java中不用關(guān)心如何操作這個(gè)"指針",更不用象在操作C++的指針那樣膽戰(zhàn)心驚。唯一要多多關(guān)心的是在給函數(shù)傳遞對(duì)象的時(shí)候。如下例程:
package reference; class Obj{ String str = "init value"; public String toString(){ return str; } } public class ObjRef{ Obj aObj = new Obj(); int aInt = 11; public void changeObj(Obj inObj){ inObj.str = "changed value"; } public void changePri(int inInt){ inInt = 22; } public static void main(String[] args) { ObjRef oRef = new ObjRef();
System.out.println("Before call changeObj() method: " + oRef.aObj); oRef.changeObj(oRef.aObj); System.out.println("After call changeObj() method: " + oRef.aObj); System.out.println("==================Print Primtive================="); System.out.println("Before call changePri() method: " + oRef.aInt); oRef.changePri(oRef.aInt); System.out.println("After call changePri() method: " + oRef.aInt); } } /* RUN RESULT Before call changeObj() method: init value After call changeObj() method: changed value ==================Print Primtive================= Before call changePri() method: 11 After call changePri() method: 11 * */ |
這段代碼的主要部分調(diào)用了兩個(gè)很相近的方法,changeObj()和changePri()。唯一不同的是它們一個(gè)把對(duì)象作為輸入?yún)?shù),另一個(gè)把Java中的基本類(lèi)型int作為輸入?yún)?shù)。并且在這兩個(gè)函數(shù)體內(nèi)部都對(duì)輸入的參數(shù)進(jìn)行了改動(dòng)。看似一樣的方法,程序輸出的結(jié)果卻不太一樣。changeObj()方法真正的把輸入的參數(shù)改變了,而changePri()方法對(duì)輸入的參數(shù)沒(méi)有任何的改變。
從這個(gè)例子知道Java對(duì)對(duì)象和基本的數(shù)據(jù)類(lèi)型的處理是不一樣的。和C語(yǔ)言一樣,當(dāng)把Java的基本數(shù)據(jù)類(lèi)型(如int,char,double等)作為入口參數(shù)傳給函數(shù)體的時(shí)候,傳入的參數(shù)在函數(shù)體內(nèi)部變成了局部變量,這個(gè)局部變量是輸入?yún)?shù)的一個(gè)拷貝,所有的函數(shù)體內(nèi)部的操作都是針對(duì)這個(gè)拷貝的操作,函數(shù)執(zhí)行結(jié)束后,這個(gè)局部變量也就完成了它的使命,它影響不到作為輸入?yún)?shù)的變量。這種方式的參數(shù)傳遞被稱(chēng)為"值傳遞"。而在Java中用對(duì)象的作為入口參數(shù)的傳遞則缺省為"引用傳遞",也就是說(shuō)僅僅傳遞了對(duì)象的一個(gè)"引用",這個(gè)"引用"的概念同C語(yǔ)言中的指針引用是一樣的。當(dāng)函數(shù)體內(nèi)部對(duì)輸入變量改變時(shí),實(shí)質(zhì)上就是在對(duì)這個(gè)對(duì)象的直接操作。
除了在函數(shù)傳值的時(shí)候是"引用傳遞",在任何用"="向?qū)ο笞兞抠x值的時(shí)候都是"引用傳遞"。如:
package reference; class PassObj { String str = "init value"; } public class ObjPassValue { public static void main(String[] args) { PassObj objA = new PassObj(); PassObj objB = objA; objA.str = "changed in objA"; System.out.println("Print objB.str value: " + objB.str); } } /* RUN RESULT Print objB.str value: changed in objA */ |
第一句是在內(nèi)存中生成一個(gè)新的PassObj對(duì)象,然后把這個(gè)PassObj的引用賦給變量objA,第二句是把PassObj對(duì)象的引用又賦給了變量objB。此時(shí)objA和objB是兩個(gè)完全一致的變量,以后任何對(duì)objA的改變都等同于對(duì)objB的改變。
即使明白了Java語(yǔ)言中的"指針"概念也許還會(huì)不經(jīng)意間犯下面的錯(cuò)誤。
Hashtable真的能存儲(chǔ)對(duì)象嗎?
看一看下面的很簡(jiǎn)單的代碼,先是聲明了一個(gè)Hashtable和StringBuffer對(duì)象,然后分四次把StriingBuffer對(duì)象放入到Hashtable表中,在每次放入之前都對(duì)這個(gè)StringBuffer對(duì)象append()了一些新的字符串:
package reference; import java.util.*; public class HashtableAdd{ public static void main(String[] args){ Hashtable ht = new Hashtable(); StringBuffer sb = new StringBuffer(); sb.append("abc,"); ht.put("1",sb); sb.append("def,"); ht.put("2",sb); sb.append("mno,"); ht.put("3",sb); sb.append("xyz."); ht.put("4",sb);
int numObj=0; Enumeration it = ht.elements(); while(it.hasMoreElements()){ System.out.print("get StringBufffer "+(++numObj)+" from Hashtable: "); System.out.println(it.nextElement()); } } } |
如果你認(rèn)為輸出的結(jié)果是:
get StringBufffer 1 from Hashtable: abc,
get StringBufffer 2 from Hashtable: abc,def,
get StringBufffer 3 from Hashtable: abc,def,mno,
get StringBufffer 4 from Hashtable: abc,def,mno,xyz.
那么你就要回過(guò)頭再仔細(xì)看一看上一個(gè)問(wèn)題了,把對(duì)象時(shí)作為入口參數(shù)傳給函數(shù),實(shí)質(zhì)上是傳遞了對(duì)象的引用,向Hashtable傳遞StringBuffer對(duì)象也是只傳遞了這個(gè)StringBuffer對(duì)象的引用!每一次向Hashtable表中put一次StringBuffer,并沒(méi)有生成新的StringBuffer對(duì)象,只是在Hashtable表中又放入了一個(gè)指向同一StringBuffer對(duì)象的引用而已。
對(duì)Hashtable表存儲(chǔ)的任何一個(gè)StringBuffer對(duì)象(更確切的說(shuō)應(yīng)該是對(duì)象的引用)的改動(dòng),實(shí)際上都是對(duì)同一個(gè)"StringBuffer"的改動(dòng)。所以Hashtable并不能真正存儲(chǔ)能對(duì)象,而只能存儲(chǔ)對(duì)象的引用。也應(yīng)該知道這條原則對(duì)與Hashtable相似的Vector, List, Map, Set等都是一樣的。
上面的例程的實(shí)際輸出的結(jié)果是:
/* RUN RESULT get StringBufffer 1 from Hashtable: abc,def,mno,xyz. get StringBufffer 2 from Hashtable: abc,def,mno,xyz. get StringBufffer 3 from Hashtable: abc,def,mno,xyz. get StringBufffer 4 from Hashtable: abc,def,mno,xyz. */ |
類(lèi),對(duì)象與引用
Java最基本的概念就是類(lèi),類(lèi)包括函數(shù)和變量。如果想要應(yīng)用類(lèi),就要把類(lèi)生成對(duì)象,這個(gè)過(guò)程被稱(chēng)作"類(lèi)的實(shí)例化"。有幾種方法把類(lèi)實(shí)例化成對(duì)象,最常用的就是用"new"操作符。類(lèi)實(shí)例化成對(duì)象后,就意味著要在內(nèi)存中占據(jù)一塊空間存放實(shí)例。想要對(duì)這塊空間操作就要應(yīng)用到對(duì)象的引用。引用在Java語(yǔ)言中的體現(xiàn)就是變量,而變量的類(lèi)型就是這個(gè)引用的對(duì)象。雖然在語(yǔ)法上可以在生成一個(gè)對(duì)象后直接調(diào)用該對(duì)象的函數(shù)或變量,如:
new String("Hello NDP")).substring(0,3) //RETURN RESULT: Hel |
但由于沒(méi)有相應(yīng)的引用,對(duì)這個(gè)對(duì)象的使用也只能局限這條語(yǔ)句中了。
產(chǎn)生:引用總是在把對(duì)象作參數(shù)"傳遞"的過(guò)程中自動(dòng)發(fā)生,不需要人為的產(chǎn)生,也不能人為的控制引用的產(chǎn)生。這個(gè)傳遞包括把對(duì)象作為函數(shù)的入口參數(shù)的情況,也包括用"="進(jìn)行對(duì)象賦值的時(shí)候。
范圍:只有局部的引用,沒(méi)有局部的對(duì)象。引用在Java語(yǔ)言的體現(xiàn)就是變量,而變量在Java語(yǔ)言中是有范圍的,可以是局部的,也可以是全局的。
生存期:程序只能控制引用的生存周期。對(duì)象的生存期是由Java控制。用"new Object()"語(yǔ)句生成一個(gè)新的對(duì)象,是在計(jì)算機(jī)的內(nèi)存中聲明一塊區(qū)域存儲(chǔ)對(duì)象,只有Java的垃圾收集器才能決定在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候回收對(duì)象占用的內(nèi)存。
沒(méi)有辦法阻止對(duì)引用的改動(dòng)。
什么是"clone"?
在實(shí)際編程過(guò)程中,我們常常要遇到這種情況:有一個(gè)對(duì)象A,在某一時(shí)刻A中已經(jīng)包含了一些有效值,此時(shí)可能會(huì)需要一個(gè)和A完全相同新對(duì)象B,并且此后對(duì)B任何改動(dòng)都不會(huì)影響到A中的值,也就是說(shuō),A與B是兩個(gè)獨(dú)立的對(duì)象,但B的初始值是由A對(duì)象確定的。在Java語(yǔ)言中,用簡(jiǎn)單的賦值語(yǔ)句是不能滿足這種需求的。要滿足這種需求雖然有很多途徑,但實(shí)現(xiàn)clone()方法是其中最簡(jiǎn)單,也是最高效的手段。
Java的所有類(lèi)都默認(rèn)繼承java.lang.Object類(lèi),在java.lang.Object類(lèi)中有一個(gè)方法clone()。JDK API的說(shuō)明文檔解釋這個(gè)方法將返回Object對(duì)象的一個(gè)拷貝。要說(shuō)明的有兩點(diǎn):一是拷貝對(duì)象返回的是一個(gè)新對(duì)象,而不是一個(gè)引用。 二是拷貝對(duì)象與用new操作符返回的新對(duì)象的區(qū)別就是這個(gè)拷貝已經(jīng)包含了一些原來(lái)對(duì)象的信息,而不是對(duì)象的初始信息。
怎樣應(yīng)用clone()方法?
一個(gè)很典型的調(diào)用clone()代碼如下:
class CloneClass implements Cloneable{ public int aInt; public Object clone(){ CloneClass o = null; try{ o = (CloneClass)super.clone(); }catch(CloneNotSupportedException e){ e.printStackTrace(); } return o; } } |
有三個(gè)值得注意的地方,一是希望能實(shí)現(xiàn)clone功能的CloneClass類(lèi)實(shí)現(xiàn)了Cloneable接口,這個(gè)接口屬于java.lang包,java.lang包已經(jīng)被缺省的導(dǎo)入類(lèi)中,所以不需要寫(xiě)成java.lang.Cloneable。另一個(gè)值得請(qǐng)注意的是重載了clone()方法。最后在clone()方法中調(diào)用了super.clone(),這也意味著無(wú)論clone類(lèi)的繼承結(jié)構(gòu)是什么樣的,super.clone()直接或間接調(diào)用了java.lang.Object類(lèi)的clone()方法。下面再詳細(xì)的解釋一下這幾點(diǎn)。
應(yīng)該說(shuō)第三點(diǎn)是最重要的,仔細(xì)觀察一下Object類(lèi)的clone()一個(gè)native方法,native方法的效率一般來(lái)說(shuō)都是遠(yuǎn)高于java中的非native方法。這也解釋了為什么要用Object中clone()方法而不是先new一個(gè)類(lèi),然后把原始對(duì)象中的信息賦到新對(duì)象中,雖然這也實(shí)現(xiàn)了clone功能。對(duì)于第二點(diǎn),也要觀察Object類(lèi)中的clone()還是一個(gè)protected屬性的方法。這也意味著如果要應(yīng)用clone()方法,必須繼承Object類(lèi),在Java中所有的類(lèi)是缺省繼承Object類(lèi)的,也就不用關(guān)心這點(diǎn)了。然后重載clone()方法。還有一點(diǎn)要考慮的是為了讓其它類(lèi)能調(diào)用這個(gè)clone類(lèi)的clone()方法,重載之后要把clone()方法的屬性設(shè)置為public。
那么clone類(lèi)為什么還要實(shí)現(xiàn)Cloneable接口呢?稍微注意一下,Cloneable接口是不包含任何方法的!其實(shí)這個(gè)接口僅僅是一個(gè)標(biāo)志,而且這個(gè)標(biāo)志也僅僅是針對(duì)Object類(lèi)中clone()方法的,如果clone類(lèi)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)Cloneable接口,并調(diào)用了Object的clone()方法(也就是調(diào)用了super.Clone()方法),那么Object的clone()方法就會(huì)拋出CloneNotSupportedException異常。
以上是clone的最基本的步驟,想要完成一個(gè)成功的clone,還要了解什么是"影子clone"和"深度clone"。
什么是影子clone?
下面的例子包含三個(gè)類(lèi)UnCloneA,CloneB,CloneMain。CloneB類(lèi)包含了一個(gè)UnCloneA的實(shí)例和一個(gè)int類(lèi)型變量,并且重載clone()方法。CloneMain類(lèi)初始化UnCloneA類(lèi)的一個(gè)實(shí)例b1,然后調(diào)用clone()方法生成了一個(gè)b1的拷貝b2。最后考察一下b1和b2的輸出:
package clone; class UnCloneA { private int i; public UnCloneA(int ii) { i = ii; } public void doubleValue() { i *= 2; } public String toString() { return Integer.toString(i); } } class CloneB implements Cloneable{ public int aInt; public UnCloneA unCA = new UnCloneA(111); public Object clone(){ CloneB o = null; try{ o = (CloneB)super.clone(); }catch(CloneNotSupportedException e){ e.printStackTrace(); } return o; } } public class CloneMain { public static void main(String[] a){ CloneB b1 = new CloneB(); b1.aInt = 11; System.out.println("before clone,b1.aInt = "+ b1.aInt); System.out.println("before clone,b1.unCA = "+ b1.unCA);
CloneB b2 = (CloneB)b1.clone(); b2.aInt = 22; b2.unCA.doubleValue(); System.out.println("================================="); System.out.println("after clone,b1.aInt = "+ b1.aInt); System.out.println("after clone,b1.unCA = "+ b1.unCA); System.out.println("================================="); System.out.println("after clone,b2.aInt = "+ b2.aInt); System.out.println("after clone,b2.unCA = "+ b2.unCA); } } /** RUN RESULT: before clone,b1.aInt = 11 before clone,b1.unCA = 111 ================================= after clone,b1.aInt = 11 after clone,b1.unCA = 222 ================================= after clone,b2.aInt = 22 after clone,b2.unCA = 222 */ |
輸出的結(jié)果說(shuō)明int類(lèi)型的變量aInt和UnCloneA的實(shí)例對(duì)象unCA的clone結(jié)果不一致,int類(lèi)型是真正的被clone了,因?yàn)楦淖兞?span lang="EN-US">b2中的aInt變量,對(duì)b1的aInt沒(méi)有產(chǎn)生影響,也就是說(shuō),b2.aInt與b1.aInt已經(jīng)占據(jù)了不同的內(nèi)存空間,b2.aInt是b1.aInt的一個(gè)真正拷貝。相反,對(duì)b2.unCA的改變同時(shí)改變了b1.unCA,很明顯,b2.unCA和b1.unCA是僅僅指向同一個(gè)對(duì)象的不同引用!從中可以看出,調(diào)用Object類(lèi)中clone()方法產(chǎn)生的效果是:先在內(nèi)存中開(kāi)辟一塊和原始對(duì)象一樣的空間,然后原樣拷貝原始對(duì)象中的內(nèi)容。對(duì)基本數(shù)據(jù)類(lèi)型,這樣的操作是沒(méi)有問(wèn)題的,但對(duì)非基本類(lèi)型變量,我們知道它們保存的僅僅是對(duì)象的引用,這也導(dǎo)致clone后的非基本類(lèi)型變量和原始對(duì)象中相應(yīng)的變量指向的是同一個(gè)對(duì)象。
大多時(shí)候,這種clone的結(jié)果往往不是我們所希望的結(jié)果,這種clone也被稱(chēng)為"影子clone"。要想讓b2.unCA指向與b2.unCA不同的對(duì)象,而且b2.unCA中還要包含b1.unCA中的信息作為初始信息,就要實(shí)現(xiàn)深度clone。
怎么進(jìn)行深度clone?
把上面的例子改成深度clone很簡(jiǎn)單,需要兩個(gè)改變:一是讓UnCloneA類(lèi)也實(shí)現(xiàn)和CloneB類(lèi)一樣的clone功能(實(shí)現(xiàn)Cloneable接口,重載clone()方法)。二是在CloneB的clone()方法中加入一句o.unCA = (UnCloneA)unCA.clone();
程序如下:
package clone.ext; class UnCloneA implements Cloneable{ private int i; public UnCloneA(int ii) { i = ii; } public void doubleValue() { i *= 2; } public String toString() { return Integer.toString(i); } public Object clone(){ UnCloneA o = null; try{ o = (UnCloneA)super.clone(); }catch(CloneNotSupportedException e){ e.printStackTrace(); } return o; } } class CloneB implements Cloneable{ public int aInt; public UnCloneA unCA = new UnCloneA(111); public Object clone(){ CloneB o = null; try{ o = (CloneB)super.clone(); }catch(CloneNotSupportedException e){ e.printStackTrace(); } o.unCA = (UnCloneA)unCA.clone(); return o; } } public class CloneMain { public static void main(String[] a){ CloneB b1 = new CloneB(); b1.aInt = 11; System.out.println("before clone,b1.aInt = "+ b1.aInt); System.out.println("before clone,b1.unCA = "+ b1.unCA);
CloneB b2 = (CloneB)b1.clone(); b2.aInt = 22; b2.unCA.doubleValue(); System.out.println("================================="); System.out.println("after clone,b1.aInt = "+ b1.aInt); System.out.println("after clone,b1.unCA = "+ b1.unCA); System.out.println("================================="); System.out.println("after clone,b2.aInt = "+ b2.aInt); System.out.println("after clone,b2.unCA = "+ b2.unCA); } } /** RUN RESULT: before clone,b1.aInt = 11 before clone,b1.unCA = 111 ================================= after clone,b1.aInt = 11 after clone,b1.unCA = 111 ================================= after clone,b2.aInt = 22 after clone,b2.unCA = 222 */ |
可以看出,現(xiàn)在b2.unCA的改變對(duì)b1.unCA沒(méi)有產(chǎn)生影響。此時(shí)b1.unCA與b2.unCA指向了兩個(gè)不同的UnCloneA實(shí)例,而且在CloneB b2 = (CloneB)b1.clone();調(diào)用的那一刻b1和b2擁有相同的值,在這里,b1.i = b2.i = 11。
要知道不是所有的類(lèi)都能實(shí)現(xiàn)深度clone的。例如,如果把上面的CloneB類(lèi)中的UnCloneA類(lèi)型變量改成StringBuffer類(lèi)型,看一下JDK API中關(guān)于StringBuffer的說(shuō)明,StringBuffer沒(méi)有重載clone()方法,更為嚴(yán)重的是StringBuffer還是一個(gè)final類(lèi),這也是說(shuō)我們也不能用繼承的辦法間接實(shí)現(xiàn)StringBuffer的clone。如果一個(gè)類(lèi)中包含有StringBuffer類(lèi)型對(duì)象或和StringBuffer相似類(lèi)的對(duì)象,我們有兩種選擇:要么只能實(shí)現(xiàn)影子clone,要么就在類(lèi)的clone()方法中加一句(假設(shè)是SringBuffer對(duì)象,而且變量名仍是unCA): o.unCA = new StringBuffer(unCA.toString()); //原來(lái)的是:o.unCA = (UnCloneA)unCA.clone();
還要知道的是除了基本數(shù)據(jù)類(lèi)型能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)深度clone以外,String對(duì)象是一個(gè)例外,它clone后的表現(xiàn)好象也實(shí)現(xiàn)了深度clone,雖然這只是一個(gè)假象,但卻大大方便了我們的編程。
Clone中String和StringBuffer的區(qū)別
應(yīng)該說(shuō)明的是,這里不是著重說(shuō)明String和StringBuffer的區(qū)別,但從這個(gè)例子里也能看出String類(lèi)的一些與眾不同的地方。
下面的例子中包括兩個(gè)類(lèi),CloneC類(lèi)包含一個(gè)String類(lèi)型變量和一個(gè)StringBuffer類(lèi)型變量,并且實(shí)現(xiàn)了clone()方法。在StrClone類(lèi)中聲明了CloneC類(lèi)型變量c1,然后調(diào)用c1的clone()方法生成c1的拷貝c2,在對(duì)c2中的String和StringBuffer類(lèi)型變量用相應(yīng)的方法改動(dòng)之后打印結(jié)果:
package clone; class CloneC implements Cloneable{ public String str; public StringBuffer strBuff; public Object clone(){ CloneC o = null; try{ o = (CloneC)super.clone(); }catch(CloneNotSupportedException e){ e.printStackTrace(); } return o; }
} public class StrClone { public static void main(String[] a){ CloneC c1 = new CloneC(); c1.str = new String("initializeStr"); c1.strBuff = new StringBuffer("initializeStrBuff"); System.out.println("before clone,c1.str = "+ c1.str); System.out.println("before clone,c1.strBuff = "+ c1.strBuff);
CloneC c2 = (CloneC)c1.clone(); c2.str = c2.str.substring(0,5); c2.strBuff = c2.strBuff.append(" change strBuff clone"); System.out.println("================================="); System.out.println("after clone,c1.str = "+ c1.str); System.out.println("after clone,c1.strBuff = "+ c1.strBuff); System.out.println("================================="); System.out.println("after clone,c2.str = "+ c2.str); System.ou |
到此,相信大家對(duì)“JAVA中的指針,引用及對(duì)象的clone分別是什么”有了更深的了解,不妨來(lái)實(shí)際操作一番吧!這里是億速云網(wǎng)站,更多相關(guān)內(nèi)容可以進(jìn)入相關(guān)頻道進(jìn)行查詢,關(guān)注我們,繼續(xù)學(xué)習(xí)!
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