아이템 13: clone 재정의는 주의해서 진행하라

Cloneable

• 복제해도 되는 클래스임을 명시하는 용도의 믹스인 인터페이스
• 아쉽지만 의도한 목적 제대로 이루지 못함
• 가장 큰 문제는 clone 메서드가 선언된 곳이 Cloneable이 아닌 Object이고 protected라는 것
• 그래서 Cloneable을 구현하는 것만으로 clone 메서드를 호출할 수 없고 오버라이딩을 해야 호출이 가능함

• 이 인터페이스는 Object의 protected 메서드인 clone의 동작 방식을 결정함
• Cloneable을 구현한 클래스의 인스턴스에스 clone을 호출하면 그 객체의 필드들을 하나하나 복사한 객체를 반환
• 그렇지 않은 클래스라면 CloneNotSupportedException을 던짐

Clone 메서드의 일반 규약

• 강제성이 없다는 점만 빼면 생성자 연쇄와 살짝 비슷한 메커니즘임 ↔  clone메서드가 super.clone( ) 이 아닌 생성자 호출해 얻은 인스턴스 반환해도 컴파일러는 불평 x

• super.clone( ) 이 아닌 생성자 호출을 하게 되면 object의 clone( ) 부분이 호출이 안되게 되는것

Clone 메서드 구현 방식

모든 필드가 기본타입, 불변객체 참조 시 → clone 후, 형변환

@Override public PhoneNumber clone() {
        try {
            return (PhoneNumber) super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            throw new AssertionError();  // 일어날 수 없는 일이다.
        }
    }

• covarinat return typing을 지원하니 Object반환이 아닌 PhoneNumber반환으로 바꾸기

• 다 기본타입이고 불변객체이니, super.clone() 호출 후 타입만 변형해주면 됨

클래스가 가변객체를 참조할 시 → clone 재귀적으로 호출

public class Stack implements Cloneable {
    private Object[] elements;
    private int size = 0;
    private static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;

    public Stack() {
        this.elements = new Object[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];
    }

    public void push(Object e) {
        ensureCapacity();
        elements[size++] = e;
    }
    
    public Object pop() {
        if (size == 0)
            throw new EmptyStackException();
        Object result = elements[--size];
        elements[size] = null; // 다 쓴 참조 해제
        return result;
    }

    public boolean isEmpty() {
        return size ==0;
    }

    // 코드 13-2 가변 상태를 참조하는 클래스용 clone 메서드
    @Override public Stack clone() {
        try {
            Stack result = (Stack) super.clone();
            result.elements = elements.clone();
            return result;
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            throw new AssertionError();
        }
    }

• 그냥 super.clone( )만 호출 시, elements는 똑같은 참조값을 가지게 됨. 즉 두개의 Stack 객체가 elements를 공유하게 됨

• 배열의 clone은 런타임 타입과 컴파일타임 타입 모두 원본 배열과 똑같은 배열을 반환함. 따라서 배열 복제할 때는 배열의 clone 메서드를 사용하라고 권장함
• 배열이 clone 기능을 제대로 사용하는 유일한 예

clone 재귀 호출 만으로 충분하지 않은 경우 → deepCopy같은 메서드 따로 정의

public class HashTable implements Cloneable {
		private Entry[] buckets = ...;
		
		private static class Entry{
				final Object key;
				Object value;
				Entry next;

				Entry(Object key, Object value, Entry next) {
						this.key= key;
						this.value = value;
						this.next = next;
				}
	
				Entry deepCopy(){
						Entry result = new Entry(key, value, next);
						for (Entry p = result; p.next != null; p = p.next)
								p.next = new Entry(p.next.key, p.next.value, p.next.next);
						return result;
				
				@Override
				public HashTable clone(){
					try{
							HashTable result = (HashTble) super.clone();
							result.buckets = new Entry[buckets.length];
							for(int i=0; i< buckets.length; i++)
							  if(buckets[i] != null)
											result.buckets[i] = buckets[i].deepCopy();
							return result;
					} catch (CloneNotSupportedException e){
								throw new AssertionError();
					}
		}

• deepCopy 메서드를 따로 정의

• deepCopy를 재귀적으로 정의하면 연결 리스트가 너무 길면 stack overflow error 발생할 수 있으니, 위와 같이 정의

super.clone() 호출 후, 고수준 메서드(ex. put(key, value) ) 활용

• 고수준 API를 활용해 복제하면 보통은 간단하고 제법 우아한 코드를 얻게 됨
• 그러나 저수준에서 바로 처리할 때보다는 느림

• Cloneable 아키텍처의 기초가되는 필드 단위 객체 복사를 우회하기 때문에 Cloneable 아키텍처와는 어울리지 않는 방식이기도 함

• 생성자와 clone 메서드에서는 재정의될 수 있는 메서드를 호출하지 않아야 함
• 만약 재정의한 메서드를 호출하면 예상치 못한 상황이 생길 수 있음

Cloneable 사용 요약

• Cloneable을 구현하는 모든 클래스는 clone을 재정의해야 함

• 이때 접근 제한자는 public으로, 반환 타입은 클래스 자신으로 변경

• 이 메서드는 가장 먼저 super.clone() 호출 후 필요한 필드를 전부 적절히 수정함

복사 생성자(conversion constructor)와 복사 팩터리(conversion factory) 라는 더 나은 객체 복사 방식..

//복사 생성자
public Yum(Yum yum){ ... };

// 복사 팩터리
public static Yum newInstance(Yum yum) { ... } ;

• Cloneable/clone 방식보다 나은 면이 많음
• 언어 모순적이고 위험천만한 객체 생성 메커니즘(생성자를 쓰지 않는 방식)을 사용하지 않음
• 엉성하게 문서화된 규약에 기대지 않음
• 정상적인 final 필드 용법과도 충돌하지 않음
• Cloneable architecture에서는 필드를 새로 할당해야 하기 때문에 final 필드에 대해서는 재할당이 불가능하게 됨
• 불필요한 검사 예외 x
• 형변환 필요 x
• 인터페이스 타입의 인스턴스를 인수로 받을 수 있음