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，按照“约定”来实现它比仅仅创建一个新的DoubleLinkedList 并用我当前的 DoubleLinkedList 的所有元素填充它要麻烦得多。

这样做有什么不方便的地方吗？

这是我目前的做法：

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

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

    return dll;
}

这是约定俗成的内容：

@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，如果您随后执行以下操作：

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 在两个列表中都是“新值”（反之亦然；如果您在 l1 中更改它，更改将出现在 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，仅当您更改元素的属性时才会发生这种情况，而不是在您从列表中添加、移动、删除它们时发生。

编辑：刚刚意识到由于它是一个链表，下一个/上一个元素是元素的属性，所以即使添加，删除，都会影响两个列表。

Answer 2

正如您正确指出的那样，惯例是始终在 clone() 的实现开始时调用 super.clone()。来自API docs on Object#clone()：

按照约定，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）都遵守这个约定，那么 x.clone().getClass() == x.getClass() 就是这种情况。

您的第一次尝试（不使用super.clone()）有以下问题：

假设我有

class IntDoubleLinkedList extends DoubleLinkedList<Integer> implements Cloneable

（并且 IntDoubleLinkedList 不会费心覆盖 clone()）然后我运行以下代码：

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

会发生什么？ your 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，而该实例又不能被强制转换为IntDoubleLinkedList。 ClassCastException 将被抛出！

那么super.clone() 是如何解决这个问题的呢？好吧，如果每个人都遵守在覆盖的克隆方法中调用 super.clone() 的约定，那么最终将调用 Object.clone()，并且此实现将创建一个适当类型的实例（在本例中为 IntDoubleLinkedList）！

Answer 3

“约定”之所以调用super.clone()，是为了确保克隆对象的最终类型与被克隆对象匹配。例如，如果您在 clone() 方法中实例化您自己的新 DoubleLinkedList，现在这很好，但稍后如果子类未能覆盖 clone()，它将最终返回一个克隆，它是 DoubleLinkedList 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！所以有更大的问题。）

从这个意义上说，传统的方法更受欢迎，而且确实很笨重。

然而，这两种实现都有一个类似的问题：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。您需要检查并用该值的克隆替换 DoubleLinkedList 中的每个值，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！你需要第三种方式。您的第一种方法可能几乎可以工作，除了您需要添加 element.clone() 之外。

Answer 4

正如其他人所解释的，如果你要覆盖 clone，你应该遵守它的合同。

如果您喜欢当前的方式，只需将 DoubleLinkedList 改为 Cloneable 并将您的实现转换为复制构造函数或静态工厂方法。静态工厂方法还有一个额外的好处，那就是为泛型类型参数提供一点类型推断。

附： LinkedList 是双向链表。