Phương thức clone()

Thuộc phần Lập trình hướng đối tượng trong hành trình Java của Coddy. Bài học 43 trên 87.

Phương thức clone() tạo bản sao của một đối tượng. Để dùng phương thức này, lớp của bạn phải triển khai giao diện Cloneable và ghi đè phương thức clone() của lớp Object.

public class Person implements Cloneable {
    private String name;
    private int age;
    
    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    
    @Override
    public Person clone() {
        try {
            return (Person) super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

Giờ bạn có thể tạo các bản sao độc lập của đối tượng:

Person original = new Person("Alice", 25);
Person copy = original.clone();
// copy là một đối tượng (object) riêng biệt có cùng các giá trị

Theo mặc định, clone() thực hiện bản sao nông, nghĩa là nó sao chép các giá trị nguyên thủy và tham chiếu. Nếu đối tượng của bạn chứa các đối tượng khác làm trường, cả đối tượng ban đầu lẫn bản sao đều tham chiếu đến cùng các đối tượng lồng nhau. Để tạo các bản sao độc lập thực sự có chứa đối tượng lồng nhau, bạn cần triển khai bản sao sâu bằng cách sao chép cả những đối tượng lồng nhau đó trong phương thức clone().

Thử thách

Dễ

Hãy xây dựng một hệ thống quản lý tài liệu để minh họa việc sao chép đối tượng (object cloning). Bạn sẽ tạo một lớp Document có thể được sao chép để tạo ra các bản sao độc lập, cho phép người dùng nhân bản tài liệu mà vẫn giữ nguyên bản gốc.

Bạn sẽ chia code thành hai tệp:

Document.java: Tạo một lớp đại diện cho tài liệu và hỗ trợ sao chép. Một tài liệu có ba trường riêng tư: title (String), author (String) và version (int). Thêm hàm khởi tạo để khởi tạo tất cả các trường cùng phương thức getter cho từng trường. Đồng thời, thêm phương thức setVersion(int version) để cập nhật số phiên bản.
Cho lớp Document triển khai giao diện Cloneable và ghi đè phương thức clone() để trả về một Document. Xử lý CloneNotSupportedException bên trong phương thức bằng cách bọc ngoại lệ này trong một RuntimeException.

Ghi đè toString() để trả về: Document[title=X, author=Y, version=Z], trong đó X, Y và Z là giá trị thực tế của các trường.
Main.java: Tạo một tài liệu và sao chép nó để lớp Document hoạt động. Bạn sẽ nhận ba đầu vào: tiêu đề (String), tác giả (String) và số phiên bản (int).
Tạo một tài liệu gốc bằng các giá trị này, sau đó sao chép tài liệu để tạo bản sao. Sau khi sao chép, tăng phiên bản của bản sao thêm 1 bằng setVersion(). Điều này cho thấy bản sao thực sự độc lập với bản gốc.

In ra ba dòng:
1. Original: theo sau là kết quả toString() của tài liệu gốc
2. Clone: theo sau là kết quả toString() của tài liệu được sao chép
3. Independent: theo sau là true hoặc false, cho biết tài liệu gốc và bản sao có phải là hai đối tượng khác nhau hay không (dùng phép so sánh !=)

Bạn sẽ nhận ba đầu vào: tiêu đề tài liệu (String), tên tác giả (String) và số phiên bản (int).

Hãy chú ý rằng sau khi sửa phiên bản của bản sao, tài liệu gốc vẫn không thay đổi. Điều này chứng minh rằng clone() đã tạo ra một bản sao thực sự độc lập!

Tự làm thử

import java.util.Scanner;

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        
        // Đọc các giá trị đầu vào
        String title = scanner.nextLine();
        String author = scanner.nextLine();
        int version = scanner.nextInt();
        
        // TODO: Tạo một Document gốc với các giá trị đầu vào
        
        // TODO: Clone tài liệu gốc để tạo bản sao
        
        // TODO: Tăng version của bản clone thêm 1
        
        // TODO: In "Original: " rồi đến tài liệu gốc
        
        // TODO: In "Clone: " rồi đến tài liệu đã clone
        
        // TODO: In "Independent: " rồi đến true/false (kiểm tra original != clone)
        
    }
}