Copy深入理解

原文地址:https://www.zybuluo.com/MicroCai/note/50592
概念
對象拷貝有兩種方式:淺復制和深復制。顧名思義,淺復制床蜘,并不拷貝對象本身相味,僅僅是拷貝指向?qū)ο蟮闹羔樦绾矗簧顝椭剖侵苯涌截愓麄€對象內(nèi)存到另一塊內(nèi)存中。
一圖以蔽之

圖片

再簡單些說:淺復制就是指針拷貝齐饮;深復制就是內(nèi)容拷貝疮薇。

集合的淺復制 (shallow copy)
集合的淺復制有非常多種方法。當你進行淺復制時寡润,會向原始的集合發(fā)送retain消息捆憎,引用計數(shù)加1,同時指針被拷貝到新的集合梭纹。
現(xiàn)在讓我們看一些淺復制的例子:

      NSArray *shallowCopyArray = [someArray copyWithZone:nil];

      NSSet *shallowCopySet = [NSSet mutableCopyWithZone:nil];

      NSDictionary *shallowCopyDict = [[NSDictionary alloc] initWithDictionary:someDictionary copyItems:NO];

集合的深復制 (deep copy)
集合的深復制有兩種方法躲惰。可以用 initWithArray:copyItems: 將第二個參數(shù)設置為YES即可深復制变抽,如

      NSDictionary shallowCopyDict = [[NSDictionary alloc] initWithDictionary:someDictionary copyItems:YES];

如果你用這種方法深復制础拨,集合里的每個對象都會收到 copyWithZone: 消息。如果集合里的對象遵循 NSCopying 協(xié)議绍载,那么對象就會被深復制到新的集合诡宗。如果對象沒有遵循 NSCopying 協(xié)議,而嘗試用這種方法進行深復制击儡,會在運行時出錯塔沃。copyWithZone: 這種拷貝方式只能夠提供一層內(nèi)存拷貝(one-level-deep copy),而非真正的深復制阳谍。
第二個方法是將集合進行歸檔(archive)蛀柴,然后解檔(unarchive)螃概,如:

      NSArray *trueDeepCopyArray = [NSKeyedUnarchiver unarchiveObjectWithData:[NSKeyedArchiver archivedDataWithRootObject:oldArray]];

集合的單層深復制 (one-level-deep copy)
看到這里,有同學會問:如果在多層數(shù)組中鸽疾,對第一層進行內(nèi)容拷貝吊洼,其它層進行指針拷貝,這種情況是屬于深復制制肮,還是淺復制冒窍?對此,蘋果官網(wǎng)文檔有這樣一句話描述

This kind of copy is only capable of producing a one-level-deep copy. If you only need a one-level-deep copy...
If you need a true deep copy, such as when you have an array of arrays...

從文中可以看出弄企,蘋果認為這種復制不是真正的深復制超燃,而是將其稱為單層深復制(one-level-deep copy)。因此拘领,網(wǎng)上有人對淺復制意乓、深復制、單層深復制做了概念區(qū)分约素。
淺復制(shallow copy):在淺復制操作時届良,對于被復制對象的每一層都是指針復制。
深復制(one-level-deep copy):在深復制操作時圣猎,對于被復制對象士葫,至少有一層是深復制。
完全復制(real-deep copy):在完全復制操作時送悔,對于被復制對象的每一層都是對象復制慢显。

當然,這些都是概念性的東西欠啤,沒有必要糾結于此荚藻。只要知道進行拷貝操作時,被拷貝的是指針還是內(nèi)容即可洁段。

系統(tǒng)對象的copy與mutableCopy方法
不管是集合類對象应狱,還是非集合類對象,接收到copy和mutableCopy消息時祠丝,都遵循以下準則:
copy返回imutable對象疾呻;所以,如果對copy返回值使用mutable對象接口就會crash写半;
mutableCopy返回mutable對象岸蜗;

下面將針對非集合類對象和集合類對象的copy和mutableCopy方法進行具體的闡述

1、非集合類對象的copy與mutableCopy
系統(tǒng)非集合類對象指的是 NSString, NSNumber ... 之類的對象叠蝇。下面先看個非集合類immutable對象拷貝的例子

      NSString *string = @"origin";

      NSString *stringCopy = [string copy];

      NSMutableString *stringMCopy = [string mutableCopy];

通過查看內(nèi)存璃岳,可以看到 stringCopy 和 string 的地址是一樣,進行了指針拷貝;而 stringMCopy 的地址和 string 不一樣矾睦,進行了內(nèi)容拷貝;
再看mutable對象拷貝例子

      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:@"!!"];

運行以上代碼炎功,會在第7行crash枚冗,原因就是 copy 返回的對象是 immutable 對象。注釋第7行后再運行蛇损,查看內(nèi)存赁温,發(fā)現(xiàn) string、stringCopy淤齐、mStringCopy股囊、stringMCopy 四個對象的內(nèi)存地址都不一樣,說明此時都是做內(nèi)容拷貝更啄。
綜上兩個例子稚疹,我們可以得出結論:
在非集合類對象中:對immutable對象進行copy操作,是指針復制祭务,mutableCopy操作時內(nèi)容復制内狗;對mutable對象進行copy和mutableCopy都是內(nèi)容復制。用代碼簡單表示如下:

      [immutableObject copy] // 淺復制
      [immutableObject mutableCopy] //深復制
      [mutableObject copy] //深復制
      [mutableObject mutableCopy] //深復制

2义锥、集合類對象的copy與mutableCopy
集合類對象是指NSArray柳沙、NSDictionary、NSSet ... 之類的對象拌倍。下面先看集合類immutable對象使用copy和mutableCopy的一個例子:

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

查看內(nèi)容赂鲤,可以看到copyArray和array的地址是一樣的,而mCopyArray和array的地址是不同的柱恤。說明copy操作進行了指針拷貝数初,mutableCopy進行了內(nèi)容拷貝。但需要強調(diào)的是:此處的內(nèi)容拷貝膨更,僅僅是拷貝array這個對象妙真,array集合內(nèi)部的元素仍然是指針拷貝。這和上面的非集合immutable對象的拷貝還是挺相似的荚守,那么mutable對象的拷貝會不會類似呢珍德?我們繼續(xù)往下,看mutable對象拷貝的例子:

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

查看內(nèi)存矗漾,如我們所料锈候,copyArray、mCopyArray和array的內(nèi)存地址都不一樣敞贡,說明copyArray泵琳、mCopyArray都對array進行了內(nèi)容拷貝。同樣,我們可以得出結論:
在集合類對象中获列,對immutable對象進行copy谷市,是指針復制,mutableCopy是內(nèi)容復制击孩;對mutable對象進行copy和mutableCopy都是內(nèi)容復制迫悠。但是:集合對象的內(nèi)容復制僅限于對象本身,對象元素仍然是指針復制巩梢。用代碼簡單表示如下:

      [immutableObject copy] // 淺復制
      [immutableObject mutableCopy] //單層深復制
      [mutableObject copy] //單層深復制
      [mutableObject mutableCopy] //單層深復制

這個代碼結論和非集合類的非常相似创泄。
這時候,是不是有人要問了括蝠,如果要對集合對象復制元素怎么辦鞠抑?有這疑問的同學不妨回頭看看集合的深復制
好了忌警,深復制與淺復制就講到這里搁拙。
最后說個題外的東西,在搜集資料的過程中法绵,發(fā)現(xiàn)一個有可能犯錯的點

      NSString *str = @"string";
      str = @"newString";

上面這段代碼感混,在執(zhí)行第二行代碼后,內(nèi)存地址發(fā)生了變化礼烈。乍一看弧满,有點意外。按照 C 語言的經(jīng)驗此熬,初始化一個字符串之后庭呜,字符串的首地址就被確定下來,不管之后如何修改字符串內(nèi)容犀忱,這個地址都不會改變募谎。但此處第二行并不是對 str 指向的內(nèi)存地址重新賦值,因為賦值操作符左邊的 str 是一個指針阴汇,也就是說此處修改的是內(nèi)存地址数冬。
所以第二行應該這樣理解:將@"newStirng"當做一個新的對象,將這段對象的內(nèi)存地址賦值給str搀庶。
我有如下的兩個方法查看內(nèi)存地址
p str
會打印對象本身的內(nèi)存地址和對象內(nèi)容

      (lldb) p str
      (NSString *) $0 = 0x000000010c913680 @"a"
      po &str

則打印的是引用對象的指針所在的地址

      (lldb) po &str
      0x00007fff532fb6c0
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