Java基礎 -- Object類

1、Object 類

所有類的父類，所有類都 隱式地 繼承 Object，因此省略了 extends Object 關鍵字

1.1 boolean equals()

判斷兩個物件是否相同，Object 中的 equals 方法比較的是兩個參考的記憶體地址，作業中，不應該比較記憶體地址，應該比較地址里面的內容，所以需要對 equals 方法進行重寫

// 1.自反性
x.equals(x)

// 2.對稱性
x.equals(y) == y.equals(x)

// 3.傳遞性
x.equals(y);
y.equals(z);
x.equals(z)
    
// 4.一致性，多次呼叫equals()方法結果不變

// 5.非空性，對任何不是null的物件equals(null)，結果都為false
x.equals(null)

1.2 Class<?> getClass()

回傳此 Object 的運行時的型別，不可重寫，一般和 getName() 聯合使用

Test test = new Test();
System.out.println(test.getClass().getName());
// 輸出包名.類名：com.test.Test

1.3 String toString()

回傳 Java 物件的字串表示形式，作業中一般對 toString 方法進行重寫，如果直接列印一個參考資料型別的物件，系統會默認呼叫其 toString 方法，Object 中的 toString 方法回傳的是：類名@Java物件 的記憶體地址經過哈希演算法得出的 int 型別值再轉換成十六進制，一般將這個看做 Java 物件在堆中的記憶體地址

Test test = new Test();
System.out.println(test.toString());
// 輸出包名.類名@記憶體地址：com.test.Test@1b6d3586

1.4 void finalize()

不需要程式員去呼叫，由 系統自動呼叫，一個物件如果沒有參考指向它，就會成為垃圾資料，等待垃圾回收器的回收，垃圾回收器在回收這個物件之前會自動呼叫該物件的 finalize 方法，程式員只能 建議 垃圾回收器回收垃圾 System.gc()

1.5 wait、notify、notifyAll

1.6 int hashcode()

回傳散列值，實際上是回傳一個 int 整數，由物件的地址轉換而來的，這個哈希碼的作用是確定該物件在哈希表中的索引位置，同一個物件，如果該物件沒有被修改，那么重復呼叫 hashCode() 回傳的散列值都是相同的

1.6.1 為什么要有 hashCode

對底層是散串列的物件有提升性能的功能，散串列存盤的是鍵值對，特點是：能根據 key 快速的檢索出對應的 value，這其中就利用到了哈希碼，從而可以快速找到所需要的物件，hashCode() 的作用就是 獲取哈希碼

• 例如把物件加入 HashSet 時，HashSet 會先計算物件的 hashcode 值來判斷物件加入的位置，同時也會與已加入的物件的 hashcode 值作比較，如果沒有相符的 hashcode，HashSet 會假設物件沒有重復出現，但是如果發現有相同 hashcode 值的物件，會再呼叫 equals 方法來檢查 hashcode 相等的物件是否真的相同，如果兩者相同，HashSet 就不會讓其加入操作成功，如果不同的話，就會重新散列到其他位置，這樣就 大大減少了 equals 的次數，提高了執行速度

1.6.2 hashCode() 與 equals()

• 兩個物件相等，則 hashcode 一定也是相同的
• 兩個物件相等，對兩個物件分別呼叫 equals 方法都回傳 true
• 兩個物件有相同的 hashcode，也不一定是相等的
• equals 方法被重寫，則 hashCode 方法也必須被重寫
• hashCode() 的默認行為是對堆上的物件產生獨特值，如果沒有重寫 hashCode()，則該 class 的兩個物件無論如何都不會相等，即使這兩個物件指向相同的資料

1.7 Object Clone()

clone() 是 Object 的 protected 方法，一個類不顯式去重寫 clone()，其它類就不能直接去呼叫該類實體的 clone 方法，clone 方法用于物件的克隆，一般想要克隆出的物件是 獨立 的，即與原有的物件是分開的

• 淺拷貝：拷貝物件和原始物件的參考型別 參考同一個物件
  • 基本資料型別進行值傳遞，參考資料型別進行參考傳遞
• 深拷貝：拷貝物件和原始物件的參考型別 參考不同物件
  • 基本資料型別進行值傳遞，參考資料型別，創建一個新的物件，并復制其內容

深拷貝指的是該物件的成員變數（如果是可變參考）都應該克隆一份，淺拷貝指的是成員變數沒有被克隆一份

1.7.1 clone 用法

• 克隆的物件要 實作 Cloneable 介面
  • clone() 不是 Cloneable 介面的方法，而是 Object 的一個 protected 方法，Cloneable 介面只是規定，如果一個類沒有實作 Cloneable 介面又呼叫了 clone 方法，會拋出 CloneNotSupportedException
• 重寫 clone 方法，最好使用 public 修飾

// 淺拷貝：只拷貝了Person物件，而name沒有拷貝
public class Person implements Cloneable {
    // 可變的成員變數
    private Info info;

    @Override
    public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        Person person = (Person) super.clone();
        return person;
    }

    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Person person = new Person();
        person.info = new Info();
        person.info.name = "安倍晉三";

        Person personClone = (Person) person.clone();
        // 修改info的name
        person.info.name = "特朗普";
        // 原物件和clone物件都輸出"特朗普"
        System.out.println(person.info.name);
        System.out.println(personClone.info.name);
    }
}

class Info {
    String name;
}

// 深拷貝：不僅拷貝了Person物件，也拷貝了Info成員變數
public class Person implements Cloneable {
    // 可變的成員變數
    private Info info;

    @Override
    public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        Person person = (Person) super.clone();
        // 拷貝Info成員變數
        person.info = (Info) info.clone();
        return person;
    }

    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Person person = new Person();
        person.info = new Info();
        person.info.name = "安倍晉三";

        Person personClone = (Person) person.clone();
        // 修改info的name
        person.info.name = "特朗普";
        // 原物件輸出"特朗普"，clone物件輸出"安倍晉三"
        System.out.println(person.info.name);
        System.out.println(personClone.info.name);
    }
}

class Info implements Cloneable {
    String name;

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}

1.7.2 clone 方法的保護機制

Object 中 clone() 是被 protected 修飾的，這樣就可以保證只有在本類里面才能進行克隆物件，一般來說，protected 修飾的類或屬性，對于自己、本包和其子類可見，所以與 Person 類一個包的 Test 類，Person 類的子類 Someone 類應該是可以呼叫 clone 方法創建 person 物件的拷貝，然而事實上會報錯

// Person沒有實作Cloneable介面，沒有重寫clone方法
public class Person{}

public class Test{
    public static void main(String[] args){
        Person person = new Person();
        person.clone();// 'clone()' has protected access in 'java.lang.Object'
    }
}

public class Someone extends Person{
    public static void main(String[] args){
        Person person = new Person();
        person.clone();// 'clone()' has protected access in 'java.lang.Object'
    }
}

• 事實上，對于 protected 的成員或方法，要分子類和父類是否在同一個包中，與父類不在同一個包中的子類，只能訪問自身從父類繼承而來的受保護成員，而不能訪問父類實體本身的受保護成員，上面的代碼的問題在于 Person 與 Object 不是在同一個包下 的，而 Person 直接訪問了 Object 的 clone 方法，顯然是不行的

更多：Java:由 Object.clone()而引出的 protected權限問題、【JDK原始碼】java.lang.Object

1.7.3 為什么要用 clone()

在實際編程程序中，常常要遇到這種情況：有一個物件 A，在某一時刻 A 中已經包含了一些有效值，此時可能會需要一個和 A 完全相同新物件 B，并且此后對 B 任何改動都不會影響到 A 中的值，即 A 與 B 是兩個獨立的物件，但 B 的初始值是由 A 物件確定的，在 Java 語言中，用簡單的賦值陳述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，但實作 clone 方法是其中最簡單，也是最高效的手段

• 使用 clone 方法來拷貝一個物件即復雜又有風險，它會拋出例外，并且還需要型別轉換，最好不要去使用 clone()，可以使用拷貝建構式或者拷貝工廠來拷貝一個物件

1.7.4 clone 與 copy 的區別

// 假設有一個Person物件
Person one = new Person("one",18);
// copy了一下參考，one和two都指向記憶體中同一個object，這樣one或two的一個操作都可能影響到對方
Person two = one;
// 使用clone，就可以得到一個one的拷貝，這樣one和two之間互不影響
Person two = (Person)one.clone();

1.7.5 new 一個物件的程序和 clone 一個物件的程序區別

• new 運算子的本意是分配記憶體，程式執行到 new 運算子時，首先去看 new 運算子后面的型別，因為知道了型別，才能知道要分配多大的記憶體空間，分配完記憶體之后，再呼叫建構式，填充物件的各個域，即物件的初始化，構造方法回傳后，一個物件創建完畢，可以把他的參考（地址）發布到外部，在外部就可以使用這個參考操縱這個物件

• clone 在第一步是和 new 相似的，都是分配記憶體，呼叫 clone 方法時，分配的記憶體和原物件相同，然后再使用原物件中對應的各個域，填充新物件的域，填充完成之后，clone 方法回傳，一個新的相同的物件被創建，同樣可以把這個新物件的參考發布到外部

更多：詳解 Java中的 clone方法、Object物件你真理解了嗎？

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