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Java基礎教程(19)--Object類

  Object類位於類結構樹的最頂端,所有的類都是它的直接或間接子類,因此所有的類都繼承了Object類的方法,我們可以在需要的時候覆蓋這些方法。下面是一些將會在本文中討論的Object類的方法:

  • protected Object clone() throws CloneNotSupportedException
      建立並返回此物件的副本。
  • public boolean equals(Object obj)
      判斷某個物件是否與這個物件“相等”。
  • protected void finalize() throws Throwable
      當垃圾回收器將物件從記憶體中清理出去之前要做的清理工作。
  • public final Class getClass()
      返回物件所屬的類型別。
  • public int hashCode()
      返回物件的hash值。
  • public String toString()
      返回物件的字串表示形式。

  下面的notify,notifyAll和wait方法在同步獨立執行的執行緒的活動中扮演著不同的角色,本文不會去介紹它們,有關這一部分的內容將會在以後的文章中討論:

  • public final void notify()
  • public final void notifyAll()
  • public final void wait()
  • public final void wait(long timeout)
  • public final void wait(long timeout, int nanos)

一.equals方法

  Object了類中的equals方法用於檢測一個物件是否等於另外一個物件。在Object類中,這個方法將會判斷兩個物件是否具有相同的引用。如果兩個物件具有相同的引用,它們一定是相等的。從這點上看,將其作為預設操作也是合乎情理的。然而,對於大多數類來說,這種判斷並沒有什麼意義。我們在判斷兩個物件是否相等時,應該比較它們的內容,而不僅僅是判斷它們是不是同一個物件。因此,大多數情況下,當我們需要使用equals方法時,都應該對它進行重寫。
  為了演示,我們首先編寫一個Apple類:

public class Apple {
    private String color;
    private int weight;
    public void setColor(String color) {
        this.color = color;
    }
    public String getColor() {
        return color;
    }
    public void setWeight(int weight) {
        this.weight = weight;
    }
    public int getWeight() {
        return weight;
    }
}

  當兩個蘋果的重量和顏色一樣時,我們就認為它們是相等的。因此,Apple類的equals方法可以這麼寫:

public boolean equals(Object obj) {
    if (obj == null) {
        return false;
    }
    if (this == obj) {
        return true;
    }
    if (this.getClass() != obj.getClass()) {
        return false;
    }
    Apple apple = (Apple) obj;
    return weight == apple.getWeight() && Objects.equals(color, apple.getColor());
}

  為了防備color為null的情況,上面的例子中使用了Objects.equals(Object a,Object b)方法。如果a和b都是null,這個方法將會返回true;如果其中只有一個引數為null,則返回false;如果a和b都不為null,則會返回a.equals(b)的結果。
  實際上,上面的equals還存在一定的問題。不過本文屬於基礎教程系列,因此不會深入講解這其中的問題。有興趣的讀者可以查閱Java規範中對於equals方法的要求以及參考其他深入討論equals方法的文章。

二.hashCode方法

  hashCode方法的返回值是根據物件本身所計算出來的雜湊值(也稱雜湊值)。如果兩個物件是相等的,那麼對它們呼叫hashCode方法得到的返回值也應該是相等的。如果重寫了equals方法,那麼預設的hashCode方法也不再適用。因此,如果重寫了equals方法,則必須同時重寫hashCode方法。在重寫hashCode方法時,原則上只需要保證兩個相等的物件的雜湊值是相同的即可。不過如何減少衝突以及編寫更高效的雜湊函式,可以參考其他文章或查閱計算機演算法書中關於雜湊的內容。下面編寫了一個Apple類的hashCode方法作為示例:

public int hashCode() {
    return 7 * (color == null ? 0 : color.hashCode()) + 11 * weight;
}

三.clone方法

  如果一個類或它的某個超類實現了Cloneable介面,那麼就可以使用clone()方法從這個類的例項上建立一個副本。在呼叫clone()方法時,編譯器會檢查這個類是否實現了Cloneable介面。如果沒有,編譯器將會丟擲一個CloneNotSupportedException異常。有關異常的內容會在後面的文章中介紹,現在你只需要知道要覆蓋clone()方法,必須將它宣告為:

protected Object clone() throws CloneNotSupportedException

public Object clone() throws CloneNotSupportedException

  如果呼叫clone方法的物件實現了Cloneable介面,則繼承自Object類的clone()方法將會建立與原始物件相等的物件,使其具有與原始物件的相應成員變數相同的值。因此,如果想要讓類可以clone,只需要將implements Cloneable新增到類的宣告中即可。
  對於某些類,Objects類的clone方法可以正常工作。但是,如果物件包含對外部物件的引用,則可能需要覆蓋clone方法。否則,即使克隆的物件與元物件不是一個物件,但它們內部引用的還是相同的物件。這樣一來,對內部物件所做的更改也會影響到另一個物件。如果需要克隆出一個完全與原物件隔離的新物件,則需要重寫clone方法,將每個內部物件再拷貝一次。

四.finalize方法

  finalize方法用於定義在回收物件前要執行的清理工作。Object類的finalize方法什麼也沒做,只有一個空方法體,可以覆蓋finalize方法來定義清理行為,例如釋放資源等。finalize方法不需要也不建議手動呼叫,它會在垃圾回收器回收物件時自動呼叫。

五.toString方法

  toString方法用於返回表示物件值的字串。為每個類提供toString方法是一個良好的習慣。
  下面是Object類的toString方法:

public String toString() {
    return getClass().getName() + "@" + Integer.toHexString(hashCode());
}

  可以看到,Object類的toString方法返回的是類名加物件的hashCode的十六進位制表示,中間使用符號@隔開。不過在列印物件的資訊時,這個方法的返回值並沒有什麼意義。因此,建議在編寫的每一個類中都覆蓋toString方法。例如為上面的Apple類編寫toString方法:

public String toString() {
    return getClass().getName() + "[color = " + color + ",weight = " + weight + "]";
}

六.getClass方法

  Class類是一個表示類的資訊的類。對物件呼叫getClass方法會返回一個Class類的例項,用來表示當前物件所屬物件的資訊。由於getClass方法是final的,因此無法對它進行重寫。
  Class類提供了非常多的方法,例如獲取類名的方法getSimpleName(),獲取父類的方法geuSuperClass(),獲取實現的介面的方法getInterfaces()等。例如,下面的方法會打印出物件的類名:

void printClassName(Object obj) {
    System.out.println("The object's" + " class is " + obj.getClass().getSimpleName());
}

  有關Class的內容會在後面有關反射的文章中進行介紹,這裡只需要知道getClass方法的作用即可。