Ruby 的 dup 和 clone 方法有什么区别？

Question

Ruby docs for dup 说：

一般来说，clone 和 dup 在后代类中可能具有不同的语义。 clone 用于复制对象，包括其内部状态，dup 通常使用后代对象的类来创建新实例。

但是当我做一些测试时，我发现它们实际上是一样的：

class Test
   attr_accessor :x
end

x = Test.new
x.x = 7
y = x.dup
z = x.clone
y.x => 7
z.x => 7

那么这两种方法有什么区别呢？

Answer 1

您可以使用 clone 在 Ruby 中进行基于原型的编程。 Ruby 的 Object 类同时定义了 clone 方法和 dup 方法。 clone 和 dup 都会生成它正在复制的对象的浅表副本；也就是说，对象的实例变量被复制，而不是它们引用的对象。我将演示一个例子：

class Apple
  attr_accessor :color
  def initialize
    @color = 'red'
  end
end

apple = Apple.new
apple.color
 => "red"
orange = apple.clone
orange.color 
 => "red"
orange.color << ' orange'
 => "red orange" 
apple.color
 => "red orange"

注意在上面的例子中，橙色的克隆​​复制了苹果对象的状态（也就是实例变量），但是苹果对象引用了其他对象的地方（比如字符串对象颜色），那些引用并没有被复制.相反，apple 和 orange 都引用了同一个对象！在我们的示例中，引用是字符串对象“red”。当 orange 使用 append 方法

附带说明，赋值运算符 = 将分配一个新对象，从而破坏一个引用。这是一个演示：

class Apple
  attr_accessor :color
  def initialize
    @color = 'red'
  end
end

apple = Apple.new
apple.color
=> "red"
orange = apple.clone
orange.color
=> "red"
orange.color = 'orange'
orange.color
=> 'orange'
apple.color
=> 'red'

在上面的例子中，当我们为橙色克隆的 color 实例方法分配一个新的对象时，它不再引用与 apple 相同的对象。因此，我们现在可以在不影响 apple 的 color 方法的情况下修改 orange 的 color 方法，但是如果我们从 apple 克隆另一个对象，则该新对象将在复制的实例变量中引用与 apple 相同的对象。

dup 还会生成它正在复制的对象的浅表副本，如果您要对上面显示的 dup 进行相同的演示，您将看到它的工作方式完全相同。但是克隆和复制之间有两个主要区别。首先，正如其他人提到的， clone 复制冻结状态而 dup 没有。这是什么意思？ Ruby 中的“冻结”一词是不可变的深奥术语，它本身是计算机科学中的一个命名法，这意味着某些东西是无法改变的。因此，不能以任何方式修改 Ruby 中的冻结对象；它实际上是不可变的。如果您尝试修改冻结的对象，Ruby 将引发 RuntimeError 异常。由于克隆复制冻结状态，如果您尝试修改克隆对象，它将引发 RuntimeError 异常。相反，由于 dup 不会复制冻结状态，因此不会发生此类异常，我们将演示：

class Apple
  attr_accessor :color
  def initialize
    @color = 'red'
  end
end

apple = Apple.new
apple.frozen?
 => false 
apple.freeze
apple.frozen?
 => true 
apple.color = 'crimson'
RuntimeError: can't modify frozen Apple
apple.color << ' crimson' 
 => "red crimson" # we cannot modify the state of the object, but we can certainly modify objects it is referencing!
orange = apple.dup
orange.frozen?
 => false 
orange2 = apple.clone
orange2.frozen?
 => true 
orange.color = 'orange'
 => "orange" # we can modify the orange object since we used dup, which did not copy the frozen state
orange2.color = 'orange'
RuntimeError: can't modify frozen Apple # orange2 raises an exception since the frozen state was copied via clone

其次，更有趣的是，克隆复制了单例类（以及它的方法）！如果您希望在 Ruby 中进行基于原型的编程，这将非常有用。首先，让我们证明单例方法确实是用 clone 复制的，然后我们可以将它应用到 Ruby 中基于原型的编程示例中。

class Fruit
  attr_accessor :origin
  def initialize
    @origin = :plant
  end
end

fruit = Fruit.new
 => #<Fruit:0x007fc9e2a49260 @origin=:plant> 
def fruit.seeded?
  true
end
2.4.1 :013 > fruit.singleton_methods
 => [:seeded?] 
apple = fruit.clone
 => #<Fruit:0x007fc9e2a19a10 @origin=:plant> 
apple.seeded?
 => true 

如您所见，水果对象实例的单例类被复制到克隆中。因此克隆的对象可以访问单例方法:seeded?。但 dup 并非如此：

apple = fruit.dup
 => #<Fruit:0x007fdafe0c6558 @origin=:plant> 
apple.seeded?
=> NoMethodError: undefined method `seeded?'

现在在基于原型的编程中，您没有扩展其他类的类，然后创建其方法派生自用作蓝图的父类的类的实例。相反，您有一个基础对象，然后您从该对象创建一个新对象，并复制其方法和状态（当然，由于我们通过克隆进行浅拷贝，因此实例变量引用的任何对象都将像在 JavaScript 中一样共享原型）。然后，您可以通过填写克隆方法的详细信息来填写或更改对象的状态。在下面的示例中，我们有一个基础水果对象。所有水果都有种子，所以我们创建了一个方法 number_of_seeds。但是苹果只有一个种子，所以我们创建一个克隆并填写细节。现在，当我们克隆苹果时，我们不仅克隆了方法，还克隆了状态！记住 clone 对状态（实例变量）做了一个浅拷贝。正因为如此，当我们克隆苹果得到一个 red_apple 时，red_apple 将自动拥有 1 个种子！您可以将 red_apple 视为继承自 Apple 的对象，而 Apple 又继承自 Fruit。因此，这就是我将 Fruit 和 Apple 大写的原因。我们取消了由克隆提供的类和对象之间的区别。

Fruit = Object.new
def Fruit.number_of_seeds=(number_of_seeds)
  @number_of_seeds = number_of_seeds
end
def Fruit.number_of_seeds
  @number_of_seeds
end
 Apple = Fruit.clone
 => #<Object:0x007fb1d78165d8> 
Apple.number_of_seeds = 1
Apple.number_of_seeds
=> 1
red_apple = Apple.clone
 => #<Object:0x007fb1d892ac20 @number_of_seeds=1> 
red_apple.number_of_seeds
 => 1 

当然，在基于原型的编程中我们可以有一个构造方法：

Fruit = Object.new
def Fruit.number_of_seeds=(number_of_seeds)
  @number_of_seeds = number_of_seeds
end
def Fruit.number_of_seeds
  @number_of_seeds
end
def Fruit.init(number_of_seeds)
  fruit_clone = clone
  fruit_clone.number_of_seeds = number_of_seeds
  fruit_clone
end
Apple = Fruit.init(1)
 => #<Object:0x007fcd2a137f78 @number_of_seeds=1> 
red_apple = Apple.clone
 => #<Object:0x007fcd2a1271c8 @number_of_seeds=1> 
red_apple.number_of_seeds
 => 1 

最终，使用克隆，您可以获得类似于 JavaScript 原型的行为。

Answer 2

子类可以覆盖这些方法以提供不同的语义。 Object 本身有两个关键区别。

首先，clone 复制单例类，而 dup 没有。

o = Object.new
def o.foo
  42
end

o.dup.foo   # raises NoMethodError
o.clone.foo # returns 42

其次，clone 保留冻结状态，而dup 则不保留。

class Foo
  attr_accessor :bar
end
o = Foo.new
o.freeze

o.dup.bar = 10   # succeeds
o.clone.bar = 10 # raises RuntimeError

Rubinius implementation for these methods 通常是我回答这些问题的来源，因为它非常清晰，并且是相当兼容的 Ruby 实现。

Answer 3

newer doc 包含一个很好的例子：

class Klass
  attr_accessor :str
end

module Foo
  def foo; 'foo'; end
end

s1 = Klass.new #=> #<Klass:0x401b3a38>
s1.extend(Foo) #=> #<Klass:0x401b3a38>
s1.foo #=> "foo"

s2 = s1.clone #=> #<Klass:0x401b3a38>
s2.foo #=> "foo"

s3 = s1.dup #=> #<Klass:0x401b3a38>
s3.foo #=> NoMethodError: undefined method `foo' for #<Klass:0x401b3a38>

Answer 4

在处理 ActiveRecord 时也有很大的不同：

dup 创建一个新对象而不设置其 id，因此您可以通过点击.save 将新对象保存到数据库中

category2 = category.dup
#=> #<Category id: nil, name: "Favorites"> 

clone 会创建一个具有相同 id 的新对象，因此如果点击.save，对该新对象所做的所有更改都将覆盖原始记录

category2 = category.clone
#=> #<Category id: 1, name: "Favorites">

Answer 5

两者几乎相同，但 clone 比 dup 多做一件事。在克隆中，对象的冻结状态也被复制。在 dup 中，它总是会被解冻。

 f = 'Frozen'.freeze
  => "Frozen"
 f.frozen?
  => true 
 f.clone.frozen?
  => true
 f.dup.frozen?
  => false 

Answer 6

一个区别是冻结对象。冻结对象的clone 也被冻结（而冻结对象的dup 不是）。

class Test
  attr_accessor :x
end
x = Test.new
x.x = 7
x.freeze
y = x.dup
z = x.clone
y.x = 5 => 5
z.x = 5 => TypeError: can't modify frozen object

另一个区别是单例方法。同样的故事，dup 不会复制这些，但 clone 会。

def x.cool_method
  puts "Goodbye Space!"
end
y = x.dup
z = x.clone
y.cool_method => NoMethodError: undefined method `cool_method'
z.cool_method => Goodbye Space!