Frage zu Shallow vs. DeepClone

[b1zarRe]

Hi,

Also ich verstehe leider nicht den genauen Unterschied zwischen
Shallow und Deep Clone.

Ich dachte, indem man Cloneable implementiert und in der Klasse, von welcher
eine Kopie gemacht wird, die Methode clone() überschreibt, kann man nun
Kopien erstellen. Aber nur solch Kopien, welche selbst keine Objekte in sich haben..., ja?

public class DeepClone implements Cloneable {
    private String id;
    private Student student;
    
    public DeepClone(String id) {
        this.id = id;
        student = new Student("Muster",12345);
    }
    
    @Override
    public Object clone() {
        Object o = null;
        try {
            o = super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException ex) {
        }
        return o;
    }
    
    public Student gibStudent() {
        return student;
    }
    
    //Test
    public static void main(String[] args) {
        
        //Shallow
        DeepClone a = new DeepClone("1");
        DeepClone b = (DeepClone)a.clone();
        System.out.println(a.gibStudent()); //Ausgabe 12345;Muster
        System.out.println(b.gibStudent()); //Ausgabe 12345;Muster
        
    }
}

// In Klasse Student nichts besonderes ausser:
    @Override
    public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }

Warum kommt hier nun als 2. Ausgabe genau das gleiche heraus wie in der ersten Ausgabe?
Beweist das nicht schon, dass eine Instanz von DeepClone auch ein Objekt Student hat?
Oder ist das ganze immernoch Shallow Clone und warum?!

 

[SlaterB]

> Warum kommt hier nun als 2. Ausgabe genau das gleiche heraus wie in der ersten Ausgabe?

die Ausgabe beweist gar nichts oder was könntest du dir als alternative Ausgabe vorstellen?
null, soll b keinen Student mehr haben? warum?
wenn doch kann doch der Student nur '12345;Muster' sein, woher sollte eine andere Id oder gar eine andere Stadt kommen?

intessant ist hier allein, ob a.gibStudent() == b.gibStudent() ist (Shallow Clone, referenzierte Objekte übernommen)
oder !=, (Deep Clone, referenzierte Objekte auch kopiert, neue Objekte erstellt)


was der Fall ist kannst du testen

-----

hier noch ein Link zu Deep Copy, was nahelegt, um was es sich bei clone() handelt
Deep-Copy von Java-Objekten Der Informatik Student


edit:
es steht ja auch ganz einfach dran:

protected Object clone()
throws CloneNotSupportedException

[..]
Thus, this method performs a "shallow copy" of this object, not a "deep copy" operation.

Object (Java Platform SE 7 )

 

[Gast2]

Beweist das nicht schon, dass eine Instanz von DeepClone auch ein Objekt Student hat?

Ja die Kopie hat auch eine Referenz auf ein Student Objekt, sogar auf das SELBE Objekt. Deswegen ist das keine Deep Copy.

Wenn du vor der Ausgabe sowas machst:

a.getStudent().setName("Heinz");

Dann wirkt sich das auf beide Instanzen von DeepClone aus (weil beide eben auf das selbe Student Objekt verweisen). Bei einer Deep Copy wäre das nicht der Fall.

 

[b1zarRe]

Ahhhh!!! VIelen dank... Jetzt hats Klick gemacht.
Ich dachte einfach das ShallowCopy einfach keine Objekte aufnehmen kann und es nicht
klappen würde und war erstaunt als es doch geklappt hat... Aber so macht es einen Sinn.

Also müsste ich doch einfach nur, wenn ich eine DeepCopy machen will, in der clone() Methode
per Hand ein neues Student Objekt erzeugen (mit den gleichen Parametern). Dann hätte
ich doch eine Kopie davon und nicht etwa ein Verweis auf ein und das selbe Student Objekt, korrekt?

Schaut das so gut aus?

 //in DeepClone Klasse
  @Override
    public Object clone() {
        Object o = new DeepClone("1");
        return o;
    }

=> Ich glaube eher nicht oder? Ich weiß ehrlich gesagt nicht,
wie ich sagen kann: Erzeuge eine Kopie von a,
aber verweise bei dem Studenten auf einen neuen Studenten oO

Geht das nur, wenn ich den Konstruktor von DeepClone erweiter mit einem Parameter Student?
Oder kann das auch bei meinem Beispiel irgendwie klappen?!

 

[SlaterB]

erstmal solltest du das Verhalten von clone() nicht verändern, wenn du eine DeepCopy willst, dann nimm bitte irgendwas anderes,
eine eigene Methode etwa, ein eigenes Interface

new DeepClone("1") ist keine gute Kopie, nur für eine einzige DeepClone-Variante,
was ist wenn jemand ein DeepClone("5")-Objekt kopieren will?

zudem reicht das nur, wenn das "1"-Objekt nach dem Konstruktor-Aufruf nicht mehr verändert wurde,
ok, hier nicht zu erwarten, keine set-Methoden

besser wie im Link meines ersten Postings oder wie dort erwähnt die normale umständliche Variante:
Konstruktor mit einem anderen Objekt als Parameter

    public DeepClone(DeepClone other) {
        this.id = other.id; // Strings kann man nun wirklich übernehmen, bitte kein new String()
        student = new Student(other.student); // dort genauso ein Copy-Konstruktor
    }

aufpassen muss man hier bei Kreisen, sollte Student auch eine Variable mit dem DeepClone-Objekt haben
und dafür in der Kopie den DeepClone(DeepClone other)-Konstruktor aufrufen gibt es einen Endloskreis gegenseitiger Aufrufe,
wobei nicht gerade endlos, nach paar ms StackOverflowException,

ObjectStream behandelt soetwas korrekt, merkt sich alle serialisierten Objekte, mit genügend Aufwand schaffbar

 

[b1zarRe]

Wie der Zufall es so will, habe ich heute
auch das Thema Serialisierung/Deserialisierung durchgelesen und
klappt super und eigentlich sehr einfach.

Nur leider lerne ich für eine Prüfung in paar Wochen und in
unserem Skript steht zu DeepCopy kein konkretes
Beispiel deswegen tue ich mich damit ein wenig schwer,
und bin mir eher unsicher ob ich da ObjectOutputStream benutzen
darf, weil das später erst im Skript auftaucht...

Zu DeepCopy steht nur man müsse rekursiv neue Objekte erstellen...
Beispiel wäre nett gewesen... ^^

Habe mir mal zwei Beispiele gemacht... ist das korrekt so?

//Shallow Copy: Erzeugt flache Kopie
public class Shallow implements Cloneable{
	private int elementarerTyp;
	private int[] keinElementarerTyp;
	
	public Shallow(int elementarerTyp, int[] keinElementarerTyp) {
		this.elementarerTyp = elementarerTyp;
		this.keinElementarerTyp = keinElementarerTyp;
	}
	
	@Override
	public Object clone() {
		int elementar = elementarerTyp;
		int[] neuesArray = new int[keinElementarerTyp.length];
		
		for(int i=0; i < neuesArray.length; i++) {
			neuesArray[i] = keinElementarerTyp[i]; 
		}
		Shallow kopie = new Shallow(elementar, neuesArray);
		return kopie;
	}
}

//Deep Copy: Erzeugt tiefe Kopie
public class Shallow implements Cloneable{
	private int elementarerTyp;
	private int[] keinElementarerTyp;
	
	public Shallow(int elementarerTyp, int[] keinElementarerTyp) {
		this.elementarerTyp = elementarerTyp;
		erzeugeNeuesArrayUndKopiereUm(keinElementarerTyp);
	}
	
	public void erzeugeNeuesArrayUndKopiereUm(int[] array) {
		keinElemtarerTyp = new int[array.length];
	
		for(int i=0; i<array.length; i++) {
			keinElemtarerTyp[i] = array[i];
		}
	}
	
	@Override
	public Object clone() {
		int elementar = elementarerTyp;
		int[] neuesArray = new int[keinElementarerTyp.length];
		
		for(int i=0; i < neuesArray.length; i++) {
			neuesArray[i] = keinElementarerTyp[i]; 
		}
		Shallow kopie = new Shallow(elementar, neuesArray);
		return kopie;
	}
}

 

[b1zarRe]

Hier nochmal in besserer Version

Shallow:

package Clone;

//Shallow Copy: Erzeugt flache Kopie
public class ShallowCopy implements Cloneable{
    private int elementarerTyp;
    private int[] keinElementarerTyp;
    
    public ShallowCopy(int elementarerTyp, int[] keinElementarerTyp) {
        this.elementarerTyp = elementarerTyp;
        this.keinElementarerTyp = keinElementarerTyp;
    }
    
    @Override
    public Object clone() {
        ShallowCopy kopie = new ShallowCopy(elementarerTyp, keinElementarerTyp);
        return kopie;
    }
    
    public void gibArray() {
       for(int i=0; i<keinElementarerTyp.length; i++) {
           System.out.println(this.keinElementarerTyp[i]);
       }
    }
    
    public void changeArray() {
         keinElementarerTyp[0] = 100;
     }
    
    public static void main(String[] args) {
        
        //Daten
        int a = 1;
        int[] array = {0,1,2}; // Beide Arrays werden verändert !!!
        
        ShallowCopy s1 = new ShallowCopy(a,array);
        ShallowCopy s2 = (ShallowCopy) s1.clone();
        
        System.out.println("Array s1"); //Ausgabe: 0,1,2 und 0,1,2
        s1.gibArray();
        System.out.println("Array s2");
        s2.gibArray();

        System.out.println("");
        System.out.println("DANACH"); //Ausgabe: 100,1,2 und 100,1,2
        s2.changeArray();
        System.out.println("Array s1");
        s1.gibArray();
        System.out.println("Array s2");
        s2.gibArray();
    }
}

Deep:

package Clone;

//Deep Copy: Erzeugt tiefe Kopie
public class DeepCopy implements Cloneable{
    private int elementarerTyp;
    private int[] keinElementarerTyp;
    
    public DeepCopy(int elementarerTyp, int[] keinElementarerTyp) {
        this.elementarerTyp = elementarerTyp;
        erzeugeNeuesArrayUndKopiereUm(keinElementarerTyp);
    }
    
    public void erzeugeNeuesArrayUndKopiereUm(int[] array) {
        keinElementarerTyp = new int[array.length];
    
        for(int i=0; i<array.length; i++) {
            keinElementarerTyp[i] = array[i];
        }
    }
    
    @Override
    public Object clone() {
        int elementar = elementarerTyp;
        int[] neuesArray = new int[keinElementarerTyp.length];
        
        for(int i=0; i < neuesArray.length; i++) {
            neuesArray[i] = keinElementarerTyp[i]; 
        }
        DeepCopy kopie = new DeepCopy(elementar, neuesArray);
        return kopie;
    }
    
     public void gibArray() {
       for(int i=0; i<keinElementarerTyp.length; i++) {
           System.out.println(this.keinElementarerTyp[i]);
       }
    }
     
     public void changeArray() {
         keinElementarerTyp[0] = 100;
     }
    
       public static void main(String[] args) {
        
        //Daten
        int a = 1;
        int[] array = {0,1,2}; // Beide Arrays werden verändert !!!
        
        DeepCopy s1 = new DeepCopy(a,array);
        DeepCopy s2 = (DeepCopy) s1.clone();
        
        System.out.println("Array s1"); //Ausgabe: 0,1,2 und 0,1,2
        s1.gibArray();
        System.out.println("Array s2");
        s2.gibArray();
        
        System.out.println("");
        System.out.println("DANACH"); //Ausgabe: 0,1,2 und 100,1,2
        s2.changeArray();
        System.out.println("Array s1");
        s1.gibArray();
        System.out.println("Array s2");
        s2.gibArray();
    }
}

Ist das okay so?

 

[SlaterB]

clone wie gesagt besser mit nichts anderem ausstatten als dem Original Java(TM)-Clonen

ansonsten ist ShallowCopy ok, wobei ich wie gesagt Konstruktor(other) bevorzuge,
eine Methode gibArray(), die nichts zurückgibt, könnte man bemängeln,

bei DeepCopy fällt die Verdopplung auf, einerseints erstellt clone() schon ein neues Array, im Konstruktur dann zum zweiten Mal,
das ist technisch unnötig doppelt, fachlich kann das aus doppelten Sicherheitsgründen durchaus auftreten,
aber bei dir kaum anzunehmen,
wieder Konstruktor(other) denkbar

 

[b1zarRe]

Meinst Du also ich sollte die

@Override
    public Object clone() {
        return super.clone();
    }

so belassen und alles nötige schon so konfigurieren,
dass im Konstruktor immer neue Objekte erzeugt werden?(Ausser von
den elemtaren Typen)

Das Beispiel von oben habe ich übrigens aus: Einführung in die Programmierung - Interfaces | Video online

 

[SlaterB]

für clone() sind deine Konstruktoren egal, clone() macht das was clone() eben kann und hat mit deiner Aufgabe eben nicht viel zu tun, jedenfalls nicht wenn du selber Kopien programmieren sollst

ich sage nur dass du nicht clone() für deine Aufrufe nehmen sollst, denk dir doch irgendeinen anderen Methodennamen aus,
natürlich ist das kein Verbot, nur ein Hinweis von mir

 

[b1zarRe]

@Slater
Also in den Aufgaben bisher musste ich immer Cloneable implementieren
und somit clone() überschreiben.

Mich verwirrt jetzt nun nur noch, wo ich das ganze Neuerstellen der Variablen(deep clone)
bewerkstelligen soll -> in der Clone() Methode selbst ODER diese unverändert lassen
und direkt im Konstruktor dafür sorgen, dass alle Parameter immer neu kopiert werden ODER
noch eine seperate Methode <- nur wann diese aufrufen?

Wäre nett wenn du mir diesbzgl. ein kleines Beispiel geben könntest zb. mit einer Klasse Auto,
welche 1-2 elementare Typen hat aber auch 1 Objekt oder so.

 

[SlaterB]

du zählst die Varianten auf, da gibt es praktisch keine Regel, außer eben die, dass die Methode clone() nicht zweckentfremdet werden sollte

mein Vorschlag wie schon öfter geschrieben und relativ verbreitet:
Konstruktor-Aufruf

Klasse copy = new Klasse(altesObjekt);
und zwar egal für welches der beiden Copy, falls man generell nur eines einsetzt und auf allgemeine Mechanismen wie clone() verzichtet,

wenn du beide gleichzeitig in einem Programm haben willst, schlage ich zwei Methoden vor:
Klasse copyA = altesObjekt.copyShallow();
Klasse copyB = altesObjekt.copyDeep();

ein Konstruktor mit alten Objekt und boolean-Parameter true/false hätte auch was, um nah beim Konstruktor zu bleiben


was jedenfalls in diesen Aufrufen an Code als Beispiel stehen muss, brauche ich nicht posten,
alle Varianten hast du ja schon irgendwo mal stehen

 

[b1zarRe]

Okay danke soweit.
Verstehe nur nicht die Aussage, warum man clone() nicht zweckentfremden soll?

Ich meine, dass überschreiben von clone() ist doch genau der Grund warum ich das überhaupt mache?
Da kann ich doch auch gleich reinschreiben, dass beim Klonen genau passiert?

Andernfalls könnte ich ich, clone() und implements Clonable weglassen und einfach eine eigene Methode
kopiere() machen...

=> Verstehe also nicht den Grund, warum ich das implementieren sollte, die Methode aber unverändert lassen und
dann noch eine eigene Methode / Konstruktor???

 

[SlaterB]

es ist schwer andere Vergleichsbeispiele zu finden, bei denen etwas verwendet wird, auch in dem Zweck, den man sich dazu denken kann, und gleichzeitig komplett unerwartet anders

clone() von Object ist schon fertig, da ist Code, das ist Verhalten, da wird gesichert nach Standardverfahren eine Kopie erstellt,
wenn man von einer Klasse die clone() erfolgreich einsetzt erbt mit neuen Attributen und genauso clone() als Standard verwendet dann geht das auch,
aber nur wenn alle mitmachen, den Java-Prozess einhalten, einfach nur super.clone() aufrufen, soweit helfen wie nötig und sonst nicht stören,

wenn du aber beliebigen Code dort hineinsetzt, durch das System nicht zu verhindern,
dann funktioniert etwa bei Vererbung das weitere Klonen nicht mehr

das Standard-Interface Cloneable hilft dir dazu gar nicht mal, bietet keine public Methode,
du könntest ein eigenes Interface mit Methode copy() machen, mit clone() von Object hast du eigentlich gar nichts am Hut

 

[b1zarRe]

Da frage ich mich nur wieder,
warum er das so macht: Einführung in die Programmierung - Interfaces | Video online
(Folie 24-27)