【Java 学习】Java的生命之源：走进Object类的神秘花园，解密Object类的背后故事
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1. Object 类
1.1 为什么所有类都继承 Object 类？
在Java中，Object 类是所有类的根类。也就是说，所有的类（包括用户自定义的类）都直接或间接继承自 Object 类。这是因为在 Java 中，Object 是所有类层次结构的最顶端类。
为什么所有类都继承 Object 类？
- 统一的根基：Java 为了实现统一性，决定所有类都直接或间接继承自 Object 类。这意味着每个类都可以拥有 Object 类的一些通用方法，这样使得不同类型的对象可以被处理得更加一致。
- 常用方法：Object 类提供了一些常用方法，这些方法被所有类继承。比如：这些方法大多数类都会使用，或者根据需要进行重写，以便提供不同的行为。
- toString()：返回对象的字符串表示。
- equals(Object obj)：判断两个对象是否相等。
- hashCode()：返回对象的哈希码。
- clone()：创建并返回当前对象的副本。
- getClass()：返回对象的类信息。
- notify(), notifyAll(), wait()：用于多线程编程。
- 多态性和泛型：Java 中的多态性和泛型常常依赖于 Object 类。例如，在方法中接受一个 Object 类型的参数，就可以传入任何类型的对象。而且通过 Object 类的方法，可以对不同类型的对象进行统一的操作。
1.2 统一操作–举例
- toString() 方法
toString() 方法是 Object 类提供的一个方法，默认返回对象的类名加上对象的哈希码的字符串表示。但是你可以在自己的类中重写这个方法，使其返回更具意义的信息。
classPerson{String name;int age;Person(String name,int age){this.name = name;this.age = age;}@OverridepublicStringtoString(){return"Person{name='"+ name +"', age="+ age +"}";}}classCar{String brand;String model;Car(String brand,String model){this.brand = brand;this.model = model;}@OverridepublicStringtoString(){return"Car{brand='"+ brand +"',+ model +"'}";}}publicclassMain{publicstaticvoidmain(String[] args){Person person =newPerson("John",30);Car car =newCar("Toyota","Camry");// 使用toString()输出对象的字符串表示System.out.println(person.toString());// Person{name='John', age=30}System.out.println(car.toString());// Car{brand='Toyota', model='Camry'}}}- equals() 方法
equals() 方法用于判断两个对象是否“相等”，默认的实现是比较对象的内存地址，但你可以重写它来根据类的字段比较对象的内容。
classPerson{String name;int age;Person(String name,int age){this.name = name;this.age = age;}@Overridepublicbooleanequals(Object obj){if(this== obj)returntrue;// 判断是否是同一对象if(obj ==null||getClass()!= obj.getClass())returnfalse;Person person =(Person) obj;return age == person.age && name.equals(person.name);}}publicclassMain{publicstaticvoidmain(String[] args){Person person1 =newPerson("John",30);Person person2 =newPerson("John",30);Person person3 =newPerson("Alice",25);// 使用equals()比较对象是否相等System.out.println(person1.equals(person2));// trueSystem.out.println(person1.equals(person3));// false}}- hashCode() 方法
hashCode() 方法用于返回对象的哈希值，通常与 equals() 配合使用。如果两个对象相等，那么它们的 hashCode() 也应该相等。
classPerson{String name;int age;Person(String name,int age){this.name = name;this.age = age;}@Overridepublicbooleanequals(Object obj){if(this== obj)returntrue;if(obj ==null||getClass()!= obj.getClass())returnfalse;Person person =(Person) obj;return age == person.age && name.equals(person.name);}@OverridepublicinthashCode(){return31* name.hashCode()+ age;}}publicclassMain{publicstaticvoidmain(String[] args){Person person1 =newPerson("John",30);Person person2 =newPerson("John",30);// 使用hashCode()获取对象的哈希值System.out.println(person1.hashCode());// 打印哈希值System.out.println(person2.hashCode());// 打印哈希值System.out.println(person1.equals(person2));// true}}1.3 Object 类中的所有方法
下图就是Object类，在包java.lang中
如果把Object类中的注释全部删去，Object类的代码如下：
/* * Copyright (c) 1994, 2022, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. * ORACLE PROPRIETARY/CONFIDENTIAL. Use is subject to license terms. */packagejava.lang;importjdk.internal.misc.Blocker;importjdk.internal.vm.annotation.IntrinsicCandidate;publicclassObject{@IntrinsicCandidatepublicObject(){}@IntrinsicCandidatepublicfinalnativeClass<?>getClass();@IntrinsicCandidatepublicnativeinthashCode();publicbooleanequals(Object obj){return(this== obj);}@IntrinsicCandidateprotectednativeObjectclone()throwsCloneNotSupportedException;publicStringtoString(){returngetClass().getName()+"@"+Integer.toHexString(hashCode());}@IntrinsicCandidatepublicfinalnativevoidnotify();@IntrinsicCandidatepublicfinalnativevoidnotifyAll();publicfinalvoidwait()throwsInterruptedException{wait(0L);}publicfinalvoidwait(long timeoutMillis)throwsInterruptedException{long comp =Blocker.begin();try{wait0(timeoutMillis);}catch(InterruptedException e){Thread thread =Thread.currentThread();if(thread.isVirtual()) thread.getAndClearInterrupt();throw e;}finally{Blocker.end(comp);}}// final modifier so method not in vtableprivatefinalnativevoidwait0(long timeoutMillis)throwsInterruptedException;publicfinalvoidwait(long timeoutMillis,int nanos)throwsInterruptedException{if(timeoutMillis <0){thrownewIllegalArgumentException("timeoutMillis value is negative");}if(nanos <0|| nanos >999999){thrownewIllegalArgumentException("nanosecond timeout value out of range");}if(nanos >0&& timeoutMillis <Long.MAX_VALUE){ timeoutMillis++;}wait(timeoutMillis);}@Deprecated(since="9", forRemoval=true)protectedvoidfinalize()throwsThrowable{}}我们可以从Object类中看到我们常用的toString方法、clone方法。
2. Object 类中的 clone() 方法
2.1 clone方法的定义和用途
Object 类中的 clone() 方法用于创建当前对象的一个副本（即对象的浅拷贝）。它是一个受保护的方法（用protected修饰），所以默认情况下只有 Object 类本身及其子类可以调用。在实际开发中，clone() 方法常常被重写，以便提供更灵活的复制功能。
clone方法的声明如下：
protectedObjectclone()throwsCloneNotSupportedException;说明：
- 返回值类型：Object 类型。返回的是当前对象的副本，因此返回值需要被强制转换为具体的类型。
- 异常：CloneNotSupportedException，如果对象的类没有实现 Cloneable 接口，调用 clone() 方法时会抛出此异常。
clone() 方法是 Object 类中定义的，用于返回一个与当前对象相同的副本。在默认实现中，它是浅拷贝，意味着它会复制对象的基本数据类型字段，但如果对象包含引用类型的字段，那么这些字段依然指向原来的对象。
2.2 浅拷贝与深拷贝
浅拷贝（Shallow Copy）：拷贝对象时，对于基本类型的字段会进行复制，而对于引用类型的字段，会复制引用地址，也就是说，源对象和拷贝对象共享同一个引用。
解释：
在 Java 中，clone() 方法是 Object 类提供的一个原生方法。这个方法并不是直接通过构造函数来创建一个新的对象，而是通过底层的 内存复制 技术来快速创建一个与原对象相同类型的新对象。
Object 类的 clone() 方法默认会调用 native 实现，这个实现通过操作内存直接创建一个新的对象实例，并将原对象的字段内容复制到新的实例中。这意味着 clone() 方法创建的对象是一个浅拷贝，字段的值被复制，但如果字段是引用类型，那么新对象的字段仍然指向原对象的同一内存地址。
深拷贝（Deep Copy）：不仅复制对象本身，还会递归地复制对象中的所有引用类型字段，使得源对象和拷贝对象之间不再共享任何引用。
clone() 方法默认是进行浅拷贝的，如果需要实现深拷贝，则需要重写 clone() 方法并手动处理引用类型字段的复制。
2.3 总结
总结：
- clone() 是通过 Object 类的 clone() 方法实现的，底层通过内存复制技术创建新对象。
- clone() 会复制原对象的字段值，对于基本类型字段是值复制，对于引用类型字段是引用复制。
- clone() 返回的是一个新对象，但新对象与原对象的引用类型字段指向同一内存地址，属于浅拷贝。
- 调用 clone() 不会触发构造函数的执行。
