在 LinkedList 上实现克隆

Question

我正在尝试在 DoubleLinkedList 上实现 clone() 方法。现在的问题是，通过“约定”实现它比仅仅创建一个新的 DoubleLinkedList 并用当前 DoubleLinkedList 的所有元素填充它要麻烦得多。

这样做时有什么我没有看到的不便吗？

这是我目前的方法：

@Override
public DoubleLinkedList<T> clone() {
    DoubleLinkedList<T> dll = new DoubleLinkedList<T>();

    for (T element : dll) {
        dll.add(element);
    }

    return dll;
}

这是惯例：

@Override
public DoubleLinkedList<T> clone() {
    try {
        DoubleLinkedList<T> dll = (DoubleLinkedList<T>)super.clone();
        //kinda complex code to copy elements
        return dll;
    } catch (CloneNotSupportedException e) {
        throw new InternalError(e.toString());
    }
}

Answer 1

如果您通过创建一个新列表并添加源中的所有元素来做到这一点，那么如果您执行以下操作：

DoubleLinkedList<Foo> l1 = new DoubleLinkedList<Foo>();
l1.add (new Foo(params));
DoubleLinkedList<Foo> l2 = l1.clone();
Foo foo = l2.get(0);
foo.setProperty("new Value");

foo.property 将是两个列表中的“新值”（反之亦然；如果您将其更改为l1，变化将出现在l2)中。正确的方法是实际克隆每个元素并添加克隆以确保列表是独立的。请注意，只有当您更改元素的属性时才会发生这种情况，而当您从列表中添加、移动、删除它们时则不会发生这种情况。

编辑：刚刚意识到，由于它是一个链接列表，下一个/上一个元素是该元素的属性，因此即使添加、删除也会影响两个列表。

Answer 2

“约定”调用 super.clone() 的原因是为了确保克隆对象的最终类型与正在克隆的对象匹配。例如，如果您在 clone() 方法中实例化自己的新 DoubleLinkedList，那么现在很好，但稍后如果子类无法覆盖 clone() 它将最终返回一个 DoubleLinkedList 的克隆，而不是它自己的类。 （它也可能无法克隆其附加字段（如果有的话）！因此存在更大的问题。）

从这个意义上说，传统方法是首选，而且它确实很笨重。

然而，这两种实现都有类似的问题：您没有深度复制数据结构。克隆人只是一个肤浅的警察。这可能不是调用者所期望的。您需要检查 DoubleLinkedList 中的每个值并将其替换为该值的克隆，对于其他非原始字段也是如此。

从这个意义上说，传统方法在这里会给出错误的结果！你需要第三条路。您的第一个方法可能几乎有效，只是您需要添加 element.clone() 例如。

Answer 3

正如您正确指出的那样，惯例是始终在 clone() 实现的开头调用 super.clone() 。来自 API 文档 Object#clone()：

按照惯例，返回的对象应该通过调用super.clone来获取。如果一个类及其所有超类（Object 除外）都遵守此约定，则 x.clone().getClass() == x.getClass() 的情况将会出现。

您的第一次尝试（不使用 super.clone()）存在以下问题：

假设我有

class IntDoubleLinkedList extends DoubleLinkedList<Integer> implements Cloneable

（并且 IntDoubleLinkedList 不费心去覆盖 clone()< /code>) 然后我运行以下代码：

IntDoubleLinkedList idll = new IntDoubleLinkedList();
IntDoubleLinkedList idll2 = (IntDoubleLinkedList) idll.clone();

会发生什么？ 你的 DoubleLinkedList 的clone方法将被执行，如果它没有通过super.clone()，则返回一个DoubleLinkedList的实例> 反过来又不能转换为 IntDoubleLinkedList。 将会抛出ClassCastException！

那么super.clone()如何解决这个问题呢？好吧，如果每个人都坚持在重写克隆方法中调用 super.clone() 的约定，则最终将调用 Object.clone()，并且此实现将创建正确类型的实例（在本例中为 IntDoubleLinkedList）！

Answer 4

正如其他人所解释的，如果您要覆盖clone，您应该遵守它的合同。

如果您喜欢当前的方式，只需将 DoubleLinkedList 设置为 Cloneable 并将您的实现转换为复制构造函数或静态工厂方法即可。静态工厂方法还有一个额外的好处，即为泛型类型参数提供一些类型推断。

PS LinkedList 是一个双向链表。