常範的對象克隆錯誤

一、常見錯誤1# ：多次拷貝字符串

測試所不能發現的一個錯誤是生成不可變(immutable)對象的多份拷貝。不可變對象是不可改變的，因此不需要拷貝它。最常用的不可變對象是String。

如果你必須改變一個String對象的內容，你應該使用StringBuffer。下面的代碼會正常工作：

String s = new String ("Text here");

但是，這段代碼性能差，而且沒有必要這麼複雜。你還可以用以下的方式來重寫上面的代碼：

String temp = "Text here";
String s = new String (temp);

但是這段代碼包含額外的String，並非完全必要。更好的代碼爲：

String s = "Text here";

二、常見錯誤2#： 沒有克隆(clone)返回的對象

封裝(encapsulation)是面向對象編程的重要概念。不幸的是，Java爲不小心打破封裝提供了方便——Java允許返回私有數據的引用(reference)。下面的代碼揭示了這一點：

import java.awt.Dimension;
/***Example class.The x and y values should never*be negative.*/
public class Example{
　 private Dimension d = new Dimension (0, 0);
　 public Example (){ }
　 /*** Set height and width. Both height and width must be nonnegative *
or an exception is thrown.*/
　 public synchronized void setValues (int height,int width) throws IllegalArgumentException{
if (height < 0 || width < 0)
　 throw new IllegalArgumentException();
　 d.height = height;
d.width = width;
　 }
　 public synchronized Dimension getValues(){
// Ooops! Breaks encapsulation
return d;
　 }
}

Example類保證了它所存儲的height和width值永遠非負數，試圖使用setValues()方法來設置負值會觸發異常。不幸的是，由於getValues()返回d的引用，而不是d的拷貝，你可以編寫如下的破壞性代碼：

Example ex = new Example();
Dimension d = ex.getValues();
d.height = -5;
d.width = -10;

現在，Example對象擁有負值了！如果getValues() 的調用者永遠也不設置返回的Dimension對象的width 和height值，那麼僅憑測試是不可能檢測到這類的錯誤。

不幸的是，隨着時間的推移，客戶代碼可能會改變返回的Dimension對象的值，這個時候，追尋錯誤的根源是件枯燥且費時的事情，尤其是在多線程環境中。

更好的方式是讓getValues()返回拷貝：

public synchronized Dimension getValues(){
return new Dimension (d.x, d.y);
}

現在，Example對象的內部狀態就安全了。調用者可以根據需要改變它所得到的拷貝的狀態，但是要修改Example對象的內部狀態，必須通過setValues()纔可以。

三、常見錯誤3#：不必要的克隆

我們現在知道了get方法應該返回內部數據對象的拷貝，而不是引用。但是，事情沒有絕對：

/*** Example class.The value should never * be negative.*/
public class Example{
　 private Integer i = new Integer (0);
　 public Example (){ }
　 /*** Set x. x must be nonnegative* or an exception will be thrown*/
　 public synchronized void setValues (int x) throws IllegalArgumentException{
if (x < 0)
　 throw new IllegalArgumentException();
　 i = new Integer (x);
　 }
　 public synchronized Integer getValue(){
// We can’t clone Integers so we makea copy this way.
return new Integer (i.intValue());
　 }
}

這段代碼是安全的，但是就象在錯誤1#那樣，又作了多餘的工作。Integer對象，就象String對象那樣，一旦被創建就是不可變的。因此，返回內部Integer對象，而不是它的拷貝，也是安全的。

方法getValue()應該被寫爲：

public synchronized Integer getValue(){
// ’i’ is immutable, so it is safe to return it instead of a copy.
return i;
}

Java程序比C++程序包含更多的不可變對象。JDK 所提供的若干不可變類包括：

• Boolean
• Byte
• Character
• Class
• Double
• Float
• Integer
• Long
• Short
• String
• 大部分的Exception的子類

四、常見錯誤4# ：自編代碼來拷貝數組

Java允許你克隆數組，但是開發者通常會錯誤地編寫如下的代碼，問題在於如下的循環用三行做的事情，如果採用Object的clone方法用一行就可以完成：

public class Example{
private int[] copy;
/*** Save a copy of ’data’. ’data’ cannot be null.*/
public void saveCopy (int[] data){
copy = new int[data.length];
for (int i = 0; i < copy.length; ++i)
copy[i] = data[i];
}
}

這段代碼是正確的，但卻不必要地複雜。saveCopy()的一個更好的實現是：

void saveCopy (int[] data){
try{
copy = (int[])data.clone();
}catch (CloneNotSupportedException e){
// Can’t get here. }
}

如果你經常克隆數組，編寫如下的一個工具方法會是個好主意：

static int[] cloneArray (int[] data){
try{
return(int[])data.clone();
}catch(CloneNotSupportedException e){
// Can’t get here.
}
}

這樣的話，我們的saveCopy看起來就更簡潔了：

void saveCopy (int[] data){
copy = cloneArray ( data); }