CloneNotSupportedExceptionについて

はじめに

初投稿です。
今年の4月からWeb系のバックエンドエンジニアとして働き始めた1年目です。
アウトプットの機会を増やしたく、記事を投稿してみることにしました。
Markdown記法にも慣れていけたら良いなと思っています。誤りがあれば指摘していただけると助かります。

今回は、Java学習中に疑問に思った「CloneNotSupportedException」というエラーを扱おうと思います。

背景

私はclone()について、下記のような認識でいました。

• 自作のクラスにclone()を実装する際には、必ずCloneableインターフェースをimplementsする必要がある。また、Cloneableインターフェースはマーカーインターフェースであり、実際には何も宣言されていない。
• Objectクラスにはclone()メソッドがあり、全てのクラスは暗黙的にObjectクラスを継承している

疑問

上記の認識で、下記の2点を疑問に思いました。

• そもそもCloneableインターフェースはマーカーインターフェースであるため、clone()メソッドの実装を強制しているわけではないので、エラーとは関係ないはず
• 仮にCloneableインターフェース内でclone()が宣言されていたとしても、Objectクラスを継承しているのだからエラーを吐くのはおかしい(そもそも実装していないことによるエラーならコンパイルエラーになるはず)

要するに何がエラーを引き起こしてるのかを疑問に思いました。

ドキュメントを見る

そこで、Object#clone()のドキュメントを読んだところ、どうやらObject#clone()メソッドで、implements Cloneableを記述していない場合にエラーが出るよう実装されているようです。

つまり「背景」に記述した私の1つ目の認識は正確には間違っていて、自作クラスのclone()内部で、スーパークラス(正確にはObjectクラスの)clone()を利用していると、implements Cloneableの記載が必須になるようです。言語仕様によるエラーではなく、clone()がそのような実装になっているようです。
※ちなみにObject#clone()の実装をソースファイルを見て確認しようと思いましたが、native修飾子がついており、他の言語で実装されているようです。

実際に検証してみた

Mainクラスは下記です。

Main.java

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Hero hero = new Hero("太郎");
        Hero hero3 = null;
        
        try {
            hero2 = hero.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            System.out.println(e.getMessage());
            System.out.println("クローンの作成に失敗");
        }
        
        System.out.println(hero3);
    }
}

Object#clone()を利用したHeroクラス

次に、Heroクラスです。
このHeroクラスのclone()内部では、親クラス、つまりObjectクラスのsuper()を利用しています。

Hero.java

public class Hero implements Cloneable {
    private String name;
    public Hero(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return this.name;
    }

    @Override
    public Hero clone() throws CloneNotSupportedException {
        Hero hero = (Hero)super.clone();
        System.out.println("Heroのクローンを作成");
        return hero;
    }
}

Heroクラスを利用した場合、implements Cloneableを削除してもコンパイルは通りますが、実行時にCloneNotSupportedExceptionになります。

Object#clone()を利用しないHeroクラス

Hero.java

public class Hero {
    private String name;
    public Hero(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return this.name;
    }

    @Override
    public Hero clone() {
        return new Hero(this.name);
    }
}

上記のHeroクラスは、clone()では新たなHeroインスタンスを作成し、それをリターンしているだけです。したがってimplements Cloneableは書かれていませんが無事にクローンが生成されます。MainクラスでCloneNotSupportedExceptionをハンドルする必要もありません。

まとめ

• Object#cloneではimplements Cloneableの記述がなければCloneNotSupportedExceptionエラーになる
• そのため、Object#clone()を利用していなければ、clone()を実装していたとしても実行時エラーにはならない。

終わりに

読んでくださった方、ありがとうございました。
今後も小さな発見でも時間があるときに投稿しようと思うので、見ていただけると嬉しいです。