iOS 进阶之深拷贝和浅拷贝

目录

1. 前言

2. 概念

3. copy 和 mutablecopy

4. 非集合类对象的 copy 与 mutableCopy

5. 集合类对象的 copy 与 mutableCopy

6. copy 与 strong 对比

7. 总结

1. 前言

在开发的时候，使用copy的频率还是挺高的，我们只要copy定义的属性的设置方法并不保留新值，只是其拷贝一份值，为什么NSString、NSArray、NSDictionary属性的定义说那个copy，如果使用strong关键字有什么问题？所以这节就讲一下以及什么使用深拷贝和浅拷贝的问题。

2. 概念

• 浅拷贝：浅拷贝就是指针拷贝，就是拷贝一份指向该对象的指针，就是复制的对象和原对象都指向同一个地址
• 深拷贝：深拷贝是内容拷贝，真正的复制一份，复制对象的内容。复制的对象指向新的地址。如下图：

3. copy 和 mutablecopy

• copy:copy拷贝出来的对象类型总是不可变类型(例如, NSString, NSDictionary, NSArray等等)
• mutableCopy拷贝出来的对象类型总是可变类型(例如, NSMutableString, NSMutableDictionary, NSMutableArray等等)
• 对象要想具有copy和mutablecopy功能要是NSCopying和NSMutableCopy协议，实现copywithzone和mutablecopywithzone

4. 非集合类对象的copy与mutableCopy

系统非集合类对象指的是 NSString, NSNumber ... 之类的对象。下面先看个非集合类immutable对象拷贝的例子

NSString *string = @"origin";
NSString *stringCopy = [string copy];
NSMutableString *stringMCopy = [string mutableCopy];

通过查看内存，可以看到 stringCopy 和 string 的地址是一样，进行了指针拷贝；而 stringMCopy 的地址和 string 不一样，进行了内容拷贝；

再看mutable对象拷贝例子:

NSMutableString *string = [NSMutableString stringWithString: @"origin"];
//copy
NSString *stringCopy = [string copy];
NSMutableString *mStringCopy = [string copy];
NSMutableString *stringMCopy = [string mutableCopy];
//change value
[mStringCopy appendString:@"mm"]; //crash
[string appendString:@" origion!"];
[stringMCopy appendString:@"!!"];

运行以上代码，会在第7行crash，原因就是 copy 返回的对象是 immutable 对象。注释第7行后再运行，查看内存，发现 string、stringCopy、mStringCopy、stringMCopy 四个对象的内存地址都不一样，说明此时都是做内容拷贝。

在非集合类对象中得出结论：

• 对immutable对象进行copy操作，是指针复制mutableCopy操作时内容复制
• 对mutable对象进行copy和mutableCopy都是内容复制
• 可变对象通过copy之后就变成不可变了对象

5. 集合类对象的copy与mutableCopy

5.1 对不可变集合类：

不可变集合类对象是指NSArray、NSDictionary、NSSet ... 之类的对象。下面先看集合类immutable对象使用copy和mutableCopy的一个例子：

NSArray *array = @[@[@"a", @"b"],   @[@"c", @"d"];
NSArray *copyArray = [array copy];
NSMutableArray *mCopyArray = [array     mutableCopy];
[mCopyArray addobject: @"e"];

查看内容，可以看到copyArray和array的地址是一样的，而mCopyArray和array的地址是不同的。说明copy操作进行了指针拷贝，mutableCopy进行了内容拷贝。mCopyArray可以添加对象，是可变对象。

强调：此处的内容拷贝，仅仅是拷贝array这个对象，array集合内部的元素仍然是指针拷贝。

5.2 对可变集合类：

可变集合类对象是指NSMutableArray、NSMutableDictionary、NSMutableSet ... 之类的对象。下面先看集合类immutable对象使用copy和mutableCopy的一个例子

NSMutableArray *array = [NSMutableArray arrayWithObjects:[NSMutableString stringWithString:@"a"],@"b",@"c",nil];
NSArray *copyArray = [array copy];
NSMutableArray *m1CopyArray = [array copy];
NSMutableArray *mCopyArray = [array mutableCopy];
[mCopyArray addObject:@"d"];
[m1CopyArray addObject:@"d"]; //crash

查看内存，

(lldb) po array
<__NSArrayM 0x600001963540>(
a,
b,
c
)

(lldb) po copyArray
<__NSArrayI 0x6000019635d0>(
a,
b,
c
)

(lldb) po mCopyArray
<__NSArrayM 0x600001963390>(
a,
b,
c,
d
)

(lldb) po m1CopyArray
<__NSArrayI 0x600001963570>(
a,
b,
c
)

打印的地址可以得出结论：
在集合类对象中，对immutable对象进行copy，是指针复制，mutableCopy是内容复制。在集合类对象中，对mutable对象进行copy和mutableCopy都是内容复制。在集合类对象中，对对象进行copy的对象就是不可变的，进行mutable就是可变的

6. copy 与 strong 对比

copy 此特质所表达的所属关系与 strong 类似。然而设置方法并不保留新值，而是将其“拷贝” (copy)。当属性类型为 NSString 时，经常用此特质来保护其封装性，因为传递给设置方法的新值有可能指向一个 NSMutableString 类的实例。这个类是 NSString 的子类，表示一种可修改其值的字符串，此时若是不拷贝字符串，那么设置完属性之后，字符串的值就可能会在对象不知情的情况下遭人更改。所以，这时就要拷贝一份“不可变” (immutable)的字符串，确保对象中的字符串值不会无意间变动。只要实现属性所用的对象是“可变的” (mutable)，就应该在设置新属性值时拷贝一份。例如：

//定义一个以 strong 修饰的 array：
@property (nonatomic ,readwrite, strong) NSArray *array;

进行如下操作

   NSArray *array = @[ @1, @2, @3, @4 ];
   NSMutableArray *mutableArray = [NSMutableArray arrayWithArray:array];

   self.array = mutableArray;
   [mutableArray removeAllObjects];;
   NSLog(@"self.array:%@",self.array);

   [mutableArray addObjectsFromArray:array];
   self.array = [mutableArray copy];
   [mutableArray removeAllObjects];;
   NSLog(@"self.array:%@",self.array);

打印结果如下所示：

self.array:(
),
self.array:(
   1,
   2,
   3,
   4
)

结果说明如果使用strong来定义不可变对象，它的子类可变对象，有可能该对象的指针指向他的子类，他的子类改变了，该对象也就改变了。这样就不经意篡改了该对象的值，不安全了。

7. 总结

通过本文，可以大概总结一下几点：

• 对于不可变对象（不可变对象和不可变集合对象），进行copy都是指针拷贝，进行mutablecopy都是内容拷贝。
• 对于可变对象（可变对象和可变集合对象），进行copy和mutablecopy都是内容copy。
• 不管是可变对象和不可变对象进行copy操作，产生的都是不可变的对象，进行mutablecopy操作产生的都是可变的对象。
• 对任何一个对象进行深拷贝，都是单层深拷贝。例如：对NSArray进行深拷贝，但是数组里面的元素还是指针拷贝。就是两个数组的地址不一样，但是里面的元素地址是一样的。所以要想让数组中的元素也是不一样的地址，那就对每个元素进行深拷贝。