显示浅克隆和深克隆的Java程序介绍

什么是克隆

克隆是指创建一个已经存在对象的完全副本的过程。在Java中，我们可以使用Object类中的clone()方法实现对象克隆。

克隆可以分为两种类型：浅克隆和深克隆。它们之间的区别在于克隆后新对象与原对象之间是否共享某些引用类型的数据成员。

浅克隆

浅克隆是只复制对象的基本类型数据成员，而不复制对象的引用类型数据成员。这意味着浅克隆克隆后的新对象与原对象之间共享某些引用类型数据成员。

以下是一个显示浅克隆的Java程序：

public class Person implements Cloneable {
    private String name;
    private int age;
    private Phone phone;

    public Person(String name, int age, Phone phone) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.phone = phone;
    }

    // 重写clone()方法
    @Override
    public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        // 克隆基本类型成员
        Person clonePerson = (Person) super.clone();
        // 克隆引用类型成员
        clonePerson.phone = (Phone) phone.clone();
        return clonePerson;
    }

    // Getter和Setter方法省略
}

public class Phone implements Cloneable {
    private String type;
    private String number;

    public Phone(String type, String number) {
        this.type = type;
        this.number = number;
    }

    // 重写clone()方法
    @Override
    public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }

    // Getter和Setter方法省略
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Phone phone = new Phone("iPhone", "xxx-xxxx-xxxx");
        Person person1 = new Person("Alice", 20, phone);

        Person person2 = (Person) person1.clone();
        System.out.println("person1: " + person1);
        System.out.println("person2: " + person2);

        // 改变引用类型成员phone
        phone.setType("Android");
        phone.setNumber("yyy-yyyy-yyyy");
        // 可以看到person1和person2共享了引用类型成员phone
        System.out.println("person1: " + person1);
        System.out.println("person2: " + person2);
    }
}

程序中创建了一个Person类和一个Phone类，Person类的对象包含基本类型成员name和age，以及一个引用类型成员phone，Phone类的对象包含基本类型成员type和number。

Person类实现了Cloneable接口，并重写了clone()方法。在clone()方法中，通过调用super.clone()实现浅克隆。此时只复制了对象的基本类型数据成员和引用类型数据成员的引用，而不复制引用类型数据成员所指向的对象。

当我们改变phone的类型和号码时，可以看到person1和person2共享了引用类型成员phone。

深克隆

深克隆是不仅复制对象的基本类型数据成员，还复制对象的引用类型数据成员，从而得到一个全新的对象。这意味着深克隆克隆后的新对象和原对象之间不共享引用类型数据成员。

以下是一个显示深克隆的Java程序：

public class Person implements Cloneable {
    private String name;
    private int age;
    private Phone phone;

    public Person(String name, int age, Phone phone) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.phone = phone;
    }

    // 重写clone()方法
    @Override
    public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        // 克隆基本类型成员
        Person clonePerson = (Person) super.clone();
        // 克隆引用类型成员
        clonePerson.phone = (Phone) phone.clone();
        return clonePerson;
    }

    // Getter和Setter方法省略
}

public class Phone implements Cloneable {
    private String type;
    private String number;

    public Phone(String type, String number) {
        this.type = type;
        this.number = number;
    }

    // 重写clone()方法
    @Override
    public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return new Phone(this.type, this.number);
    }

    // Getter和Setter方法省略
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Phone phone = new Phone("iPhone", "xxx-xxxx-xxxx");
        Person person1 = new Person("Alice", 20, phone);

        Person person2 = (Person) person1.clone();
        System.out.println("person1: " + person1);
        System.out.println("person2: " + person2);

        // 改变引用类型成员phone
        phone.setType("Android");
        phone.setNumber("yyy-yyyy-yyyy");
        // 可以看到person1和person2不共享引用类型成员phone
        System.out.println("person1: " + person1);
        System.out.println("person2: " + person2);
    }
}

与浅克隆程序相比，深克隆程序中在Phone类的clone()方法中新增了一个new Phone(this.type, this.number)语句，这样可以创建一个新的Phone对象，使得克隆后的新对象和原对象之间不共享引用类型数据成员。

当我们改变phone的类型和号码时，可以看到person1和person2不共享引用类型成员phone。

小结

克隆是创建对象的完全副本的过程，Java中可以使用Object类中的clone()方法实现对象克隆。克隆可以分为浅克隆和深克隆两种类型，它们之间的区别在于克隆后新对象与原对象之间是否共享某些引用类型的数据成员。在程序中，通常需要根据需求选择合适的克隆类型。