iOS開發之深複製和淺複製

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1、概述

對象拷貝有兩種方式：淺複製和深複製。顧名思義，淺複製，並不拷貝對象自己，僅僅是拷貝指向對象的指針；深複製是直接拷貝整個對象內存到另外一塊內存中。

以下圖：

再簡單些說：淺複製就是指針拷貝；深複製就是內容拷貝。

 

2、集合的淺複製 (shallow copy)

集合的淺複製有很是多種方法。當你進行淺複製時，會向原始的集合發送retain消息，引用計數加1，同時指針被拷貝到新的集合。

如今讓咱們看三個淺複製的例子：

 

 

NSArray *shallowCopyArray = [someArray copyWithZone:nil];
NSSet *shallowCopySet = [NSSet mutableCopyWithZone:nil];
NSDictionary *shallowCopyDict =
[[NSDictionary alloc] initWithDictionary:someDictionary copyItems:NO];

 

2、集合的深複製 (deep copy)

集合的深複製有兩種方法。

方法一：

能夠用 initWithArray:copyItems: 將第二個參數設置爲YES便可深複製，如

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

若是你用這種方法深複製，集合裏的每一個對象都會收到 copyWithZone: 消息。若是集合裏的對象遵循 NSCopying 協議，那麼對象就會被深複製到新的集合。若是對象沒有遵循 NSCopying 協議，而嘗試用這種方法進行深複製，會在運行時出錯。copyWithZone: 這種拷貝方式只可以提供一層內存拷貝(one-level-deep copy)，而非真正的深複製。

 

方法二：

將集合進行歸檔(archive)，而後解檔(unarchive)，如：

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

 

3、集合的單層深複製 (one-level-deep copy)

看到這裏，有同窗會問：若是在多層數組中，對第一層進行內容拷貝，其它層進行指針拷貝，這種狀況是屬於深複製，仍是淺複製？對此，蘋果官網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...

從文中能夠看出，蘋果認爲這種複製不是真正的深複製，而是將其稱爲單層深複製(one-level-deep copy)。所以，網上有人對淺複製、深複製、單層深複製作了概念區分。

淺複製(shallow copy)：在淺複製操做時，對於被複制對象的每一層都是指針複製。

深複製(one-level-deep copy)：在深複製操做時，對於被複制對象，至少有一層是深複製。

徹底複製(real-deep copy)：在徹底複製操做時，對於被複制對象的每一層都是對象複製。

固然，這些都是概念性的東西，沒有必要糾結於此。只要知道進行拷貝操做時，被拷貝的是指針仍是內容便可。

 

4、系統對象的copy與mutableCopy方法

不論是集合類對象，仍是非集合類對象，接收到copy和mutableCopy消息時，都遵循如下準則：

copy返回imutable對象（不可變對象）；因此，若是對copy返回值使用mutable對象接口就會crash；

mutableCopy返回mutable對象；

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

系統非集合類對象指的是 NSString, NSNumber ... 之類的對象。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];

經過查看內存，能夠看到 stringCopy 和 string 的地址是同樣，進行了指針拷貝；而 stringMCopy 的地址和 string 不同，進行了內容拷貝；

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，會在第7行crash，緣由就是 copy 返回的對象是 immutable 對象。註釋第7行後再運行，查看內存，發現 string、stringCopy、mStringCopy、stringMCopy 四個對象的內存地址都不同，說明此時都是作內容拷貝。

 

綜上兩個例子，咱們能夠得出結論：

在非集合類對象中：對immutable對象進行copy操做，是指針複製，mutableCopy操做時內容複製；對mutable對象進行copy和mutableCopy都是內容複製。

用代碼簡單表示以下：

[immutableObject copy] // 淺複製
[immutableObject mutableCopy] //深複製
[mutableObject copy] //深複製
[mutableObject mutableCopy] //深複製

 

（2）集合類對象的copy與mutableCopy

集合類對象是指NSArray、NSDictionary、NSSet ... 之類的對象。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];

查看內容，能夠看到copyArray和array的地址是同樣的，而mCopyArray和array的地址是不一樣的。說明copy操做進行了指針拷貝，mutableCopy進行了內容拷貝。但須要強調的是：此處的內容拷貝，僅僅是拷貝array這個對象，array集合內部的元素仍然是指針拷貝。這和上面的非集合immutable對象的拷貝仍是挺類似的，那麼mutable對象的拷貝會不會相似呢？咱們繼續往下，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];

查看內存，如咱們所料，copyArray、mCopyArray和array的內存地址都不同，說明copyArray、mCopyArray都對array進行了內容拷貝。

 

一樣，咱們能夠得出結論：

在集合類對象中，對immutable對象進行copy，是指針複製，mutableCopy是內容複製；對mutable對象進行copy和mutableCopy都是內容複製。可是：集合對象的內容複製僅限於對象自己，對象元素仍然是指針複製。

用代碼簡單表示以下：

[immutableObject copy] // 淺複製
[immutableObject mutableCopy] //單層深複製
[mutableObject copy] //單層深複製
[mutableObject mutableCopy] //單層深複製

這個代碼結論和非集合類的很是類似。

 

最後說個題外的東西，在蒐集資料的過程當中，發現一個有可能犯錯的點：

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

上面這段代碼，在執行第二行代碼後，內存地址發生了變化。乍一看，有點意外。按照 C 語言的經驗，初始化一個字符串以後，字符串的首地址就被肯定下來，無論以後如何修改字符串內容，這個地址都不會改變。但此處第二行並非對 str 指向的內存地址從新賦值，由於賦值操做符左邊的 str 是一個指針，也就是說此處修改的是內存地址。

 

因此第二行應該這樣理解：將@"newStirng"當作一個新的對象，將這段對象的內存地址賦值給str。

 

以下的兩個方法查看內存地址

方法一：p str （會打印對象自己的內存地址和對象內容）

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

 

方法二：po &str （打印的是引用對象的指針所在的地址）

(lldb) po &str
0x00007fff532fb6c0

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