Java内部类this$0字段产生的一个小bug

Java内部类this$0字段产生的一个小bug2014-08-26首先查看下面一段代码，我指出了问题代码的所在，读者先自己思考一下这段代码会有什么问题。

这是用clone方法完整拷贝一个二项堆（BinomialHeap）结构的代码。二项堆中包含一个内部类BinomialHeapEntry，这个内部类的对象即二项堆中的每一个结点，除了包含结点对应的关键字外，还记录父节点parent，下一个兄弟结点sibling和第一个孩子结点child三个指针。二项堆的根表通过每棵二项树根节点的sibling指针链接。

cloneBinomialTree（BinomialHeapEntry root）方法递归拷贝一个根节点（含根节点）下的整个二项树，clone方法中遍历根表中每个树根结点，拷贝对应的二项树，然后将新的head指针赋给拷贝后的新堆。

public class BinomialHeap<E> implements Cloneable {transient BinomialHeapEntry head; // 根表中的第一个元素int size; // 整个二项堆的大小（结点数）private class BinomialHeapEntry {E element;transient BinomialHeapEntry parent = null, child = null,sibling = null;transient int degree = 0; private BinomialHeapEntry（E element） {this.element = element;} // 获得孩子结点的迭代器private Iterable<BinomialHeapEntry> children {...}} @Overridepublic BinomialHeap<E> clone（） {// TODO Auto-generated method stubBinomialHeap<E> clone;try {clone = （BinomialHeap<E>） super.clone（）;} catch （CloneNotSupportedException e） {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace（）;throw new InternalError（）;} BinomialHeapEntry newHead = null, curRoot = null;// 遍历根表Iterator<HeapEntry<E>> rootIt = this.roots（）.iterator（）;while（rootIt.hasNext（））{BinomialHeapEntry root = （BinomialHeapEntry） rootIt.next（）;// 拷贝根节点下的整棵二项树<br><span style="color: #ff0000;">// BUG引入的地方</span>BinomialHeapEntry newRoot = cloneBinomialTree（root）;if（curRoot == null）{newHead = newRoot;} else {curRoot.sibling = newRoot;}curRoot = newRoot;} clone.head = newHead;return clone;} // 拷贝根节点（含根节点）下的整棵子树private BinomialHeapEntry cloneBinomialTree（BinomialHeapEntry root）{BinomialHeapEntry newRoot = new BinomialHeapEntry（root.element（））;BinomialHeapEntry curChild = null;// 遍历根节点的所有孩子结点Iterator<HeapEntry<E>> childIt = root.children（）.iterator（）;while（childIt.hasNext（））{BinomialHeapEntry child = （BinomialHeapEntry） childIt.next（）;// 递归拷贝孩子节点下的子树BinomialHeapEntry newChild = cloneBinomialTree（child）;newChild.parent = newRoot;if（curChild == null）{newRoot.child = newChild;} else {curChild.sibling = newChild;}curChild = newChild;}newRoot.degree = root.degree;return newRoot;} }

先回顾一下Java内部类的一些知识，非静态的Java内部类作为外部类的一个成员，只能通过外部类的对象来访问，要创建一个内部类对象，也需要通过外部类对象来创建，即：outerObject.new InnerClass（）。这时，所创建的内部类对象会产生名称为this$0的一个字段，该字段保存的是创建这个内部类对象的外部类对象引用，即刚才的outerObject。这个引用使得一个内部类对象可以自由的访问外部类的成员变量。

在回顾上面二项堆拷贝的代码，在调用cloneBinomialTree方法拷贝二项树时，我们试图通过new BinomialHeapEntry（）来创建一个新的结点，把新的结点作为新二项堆中的结点，但事实上我们实际调用的是this.new BinomialHeapEntry（），也就是说创建的新结点中，this$0是指向老的二项堆（this）而不是新的正在拷贝的二项堆（clone）。这使得我们得到拷贝的新二项堆之后，通过新二项堆的任一结点访问和修改整个堆的信息时，修改的都是老的二项堆，最后产生了一系列奇怪的结果。

要想修复这个bug很简单，把clone方法中的BinomialHeapEntry newRoot = cloneBinomialTree（root）即红色注释下的语句，修改为BinomialHeapEntry newRoot = clone.cloneBinomialTree（root）。这样cloneBinomialTree方法中创建的结点都是通过clone对象创建，问题也就解决了。

问题其实比较简单，这确实是以后在编程中值得注意的一点：拷贝内部类对象时考虑清楚拷贝后的对象this$0字段是否指向的是你希望指向的外部类对象。