copy 的實現原理與深淺拷貝

首先，從copy開始說，簡而言之，copy的目的就是生成一個新的實例，而後把其成員都按原實例賦值。對於非指針型的成員，好比BOOL, int, float，這樣的賦值能夠直接進行。可是對於指針型的數據，好比Objc中用到的對象，就有Deep Copy和Shallow Copy的區別——這個和在C++中的基本上是同樣的：是生成新的成員對象，或是指向同一成員對象。

瞭解了這點之後，再看看Copy在 Objetive-C中的實現方式。若是要調用一個對象的copy方法，這個對象必須遵循NSCopying的協議。這個協議中規定了一個方法：- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone;咱們就是經過實現這個方法給對象提供拷貝的功能。對於不少現有類，如NSString，NSDictionary，。。。這個方法已經實 現。假設咱們如今自定義了一個類，須要爲這個類提供拷貝的功能，就須要本身來動手寫CopyWithZone的方法：示例以下：

這個是自定義的類：
@interface Product : NSObject <NSCopying>
{
    NSString *productName;
    float price;
    id delegate;
}

@end

而後咱們須要在Product類中實現NSCopying中的copyWithZone方法：
- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone
{
    Product *copy = [[[self class] allocWithZone: zone]
            initWithProductName:[self productName]
            price:[self price]]; //注意這裏，咱們使用了class的allocWithZone的方法建立了一個拷貝，這裏假定Product類中有一個 initWithProductName: price:的初始化方法。那麼這樣調用後就獲得了一個Product的副本，並且name和price都已經設置好了

    [copy setDelegate:[self delegate]]; //這裏再設置delegate

    return copy; //返回副本
}

那麼這樣，若是咱們有一個product的實例, 假設爲product1，而後調用Product *product2 = [product1 copy];
就會使用咱們上面寫的copyWithZone的方法建立一個product1的副本，而後賦值給product2。

這裏再以上面方法中的成員delegate爲例，解釋一下deep copy和shallow copy：

在 copyWithZone方法中，咱們獲得了一個新的product實例，可是delegate是個對象，因此在副本中，咱們能夠選擇建立一個新的 delegate對象（deep copy），或是指向同一個delegate（shallow copy）。這個就取決於Product類中的setDelegate:方法了。你能夠選擇在setDelegate的時候，copy，也可讓它們都指 向同一個對象（可是須要retain，緣由能夠本身思考一下），固然，簡單assign在某種狀況下也是能夠的。

假設在Product類中有setDelegate:方法，或是有delegate的property：
- (void)setDelegate: (id)aDelegate
{
       [delegate release];
       delegate = [delegate copy];
}

這 樣就是一個深拷貝了，由於使用了delegate的copy方法獲得了一個delegate的副本。至於如何獲得delegate的副本，就要看 delegate的copyWithZone方法的實現了，不在這個層面的考慮中。也就是說，copy老是一中「遞歸」的形式，從上到下，咱們能夠一層一 層的考慮。

- (void)setDelegate: (id)aDelegate
{
     [delegate release];
     delegate = [aDelegate retain];
}
這樣操做後，delegate和aDelegate爲同一對象，可是爲了內存管理方面的要求，咱們調用了retain來將reference count加了一。固然，若是不須要了，還能夠直接賦值（assign）：
- (void)setDelegate: (id)aDelegate
{
    delegate = aDelegate
}

你能夠把這個例子本身實現一下，而後用log打一打內存，這個結構就很明瞭了。

而後再說一下可變副本（mutable copy）和不可變副本(immutable copy)：
可變和不可變的概念，咱們以前經過NSDictionary和NSMutableDictionary的區別瞭解過。
一 般來講，若是咱們的某個類須要區別對待這兩個功能——同時提供建立可變副本和不可變副本的話，通常在NSCopying協議規定的方法 copyWithZone中返回不可變副本；而在NSMutableCopying的mutableCopyWithZone方法中返回可變副本。而後調 用對象的copy和mutableCopy方法來獲得副本。

舉個例子：
NSDictionary類已經遵循了NSCopying和NSMutableCopy的協議，也就是說咱們能夠調用它的copy和mutableCopy來獲得不可變和可變的副本，程序以下：

    NSDictionary *testDict = [[NSDictionary alloc]initWithObjectsAndKeys:@"hello", @"test",nil];
    NSDictionary *destDict = [testDict copy];
    NSLog(@"test Dict:%p,retain Count: %d\ndest Dict:%p, retain Count: %d",testDict,[testDict retainCount],destDict,[destDict retainCount]);

這個在我機器上的運行結果爲：
test Dict:0x11f220, retain Count: 2
dest Dict:0x11f220,retain Count: 2
看 起來，兩個dict指向了同一片內存區域，可是retainCount加了1。這點須要理解一下，由於咱們使用NSCopying方法要返回一個不可變對 象。並且原來的testDict也是不可變的，那麼這裏的「副本」也就沒多大意義了（這就如同使用字符串常量時，系統會爲咱們優化，聲明瞭多個字符串，但 是都是常量，且內容相等，那麼系統就只爲咱們申請一塊空間，這個道理是同樣的）。既然都不可變，那麼指向同一個空間就能夠了。這裏的copy和 retain沒什麼區別。

咱們使用copyWithZone的方法返回immutable的對象，而無論原來的是可變的或是不可變的。咱們再看一下以下代碼：
    NSMutableDictionary *testDict = [[NSMutableDictionary alloc]initWithObjectsAndKeys:@"hello", @"test",nil];
    NSMutableDictionary *destDict = [testDict copy];
    NSLog(@"test Dict:%p,retain count:%d\ndest Dict:%p,retain count:%d",testDict,[testDict retainCount],destDict,[destDict retainCount]);
    [destDict setObject:@"what" forKey:@"test2"];

NSMutableDictionary是可變的，該代碼在我機器上運行的結果爲：
test Dict:0x20dcc0,retain count:1
dest Dict:0x209120,retain count:1
*** -[NSCFDictionary setObject:forKey:]: mutating method sent to immutable object
可 以看到由於咱們調用了可變對象的copy方法，這個不像以前的例子中同樣，只是retain了一下。這裏的test dict和dest Dict已是兩個對象了，可是，copyWithZone的方法返回的是不可變的對象，所以以後的setObject: forKey:方法會出現錯誤。

下面這樣改一下就OK了。

    NSMutableDictionary *testDict = [[NSMutableDictionary alloc]initWithObjectsAndKeys:@"hello", @"test",nil];
    NSMutableDictionary *destDict = [testDict mutableCopy];
    NSLog(@"test Dict:%p,retain count:%d\ndest Dict:%p,retain count:%d",testDict,[testDict retainCount],destDict,[destDict retainCount]);
    [destDict setObject:@"what" forKey:@"test2"];
    NSLog(@"destDict:%@",destDict);
運行結果爲：
test Dict:0x123550,retain count:1
dest Dict:0x10a460,retain count:1

destDict:{
    test = hello;
    test2 = what;
由於咱們使用了mutableCopy來獲得了一個可變副本。

Note：對於系統提供的全部既支持NSCopying，又支持NSMutableCopying的類。
copy方法，獲得的是不可變對象，無論之前的是可變仍是不可變。
mutableCopy方法，獲得的是可變對象，無論之前的是可變仍是不可變。