iOS 把copy聊透

1、前言

copy這個英文單詞，讓我第一個想起的是copy忍者卡卡西。我的很是喜歡卡卡西，和誰對戰都是五五開的上忍。copy翻譯成中文就是複製的意思，爲何咱們想要複製呢？我以爲緣由有下面幾點：

1. 複製更快，重複的東西經過複製，能夠快速獲得一個如出一轍的東西，好比說一個文件，一段文字，一個忍術什麼的。
2. 更改複製出來的東西，不會影響原來的文件、文字，忍術什麼的，這是咱們的目的

那麼回到iOS開發，其實類比到生活中也差很少。修改複製出來的東西，不但願影響原來的內容。

針對copy就會引出一些面試題：

1. 定義一個NSString屬性，可使用strong關鍵字修飾嗎？若是能夠，何時使用strong修飾，何時使用copy修飾？
2. 定義一個NSMutableArray屬性，關鍵字使用copy，像NSMutableArray中添加元素會發生什麼現象？
3. 涉及到深拷貝，淺拷貝的，NSString NSMutableString NSArray NSMutableArray NSDictionary NSMutableDictionary 調用copy方法或者mutableCopy方法，是深拷貝仍是淺拷貝？

等等...

下面咱們就來探究一下copy

2、實戰

2.1 案例1 NSString

• 在寫案例以前，咱們應該明確一點，NSString這個類表明不可變字符串。不可變意味着建立出來的字符串對象不能夠被修改
• 建立一個字符串對象"test"，str1指向字符串對象
• str1調用copy方法，str2指向copy出來的對象
• str1調用mutableCopy方法，str3指向mutableCopy出來的對象

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    NSString *str1 = @"test";
    NSString *str2 = [str1 copy];
    NSMutableString *str3 = [str1 mutableCopy];
    
    NSLog(@"\n str1 -> %@ \n str2 -> %@ \n str3 -> %@", str1, str2, str3);
    NSLog(@"\n str1 -> %p \n str2 -> %p \n str3 -> %p", str1, str2, str3);
    
}
// 打印結果：
2020-06-04 22:47:42.843279+0800 05_copy[34618:3042446] 
 str1 -> test 
 str2 -> test 
 str3 -> test
2020-06-04 22:47:42.843496+0800 05_copy[34618:3042446] 
 str1 -> 0x10c9a0020 
 str2 -> 0x10c9a0020 
 str3 -> 0x600001836fa0
複製代碼

從打印結果能夠看出：

• 不管是調用copy仍是mutaleCopy方法都成功複製了」test「這個文本
• 從打印內存地址能夠看出str1和str2都指向了同一個對象，str3指向了另一個對象。

畫圖分析一波：

• 結合上面的內存圖，str1和st2都指向了同一個對象，str3指向了另一個對象。
• 爲何會出現這樣的現象呢？由於調用copy方法會返回一個不可變對象，而調用mutableCopy方法會返回一個可變對象。
• 返回不可變對象，就意味着沒法修改，因此copy執行完畢以後，徹底能夠指向以前的對象，反正沒辦法進行修改，這樣反而節省了內存空間。
• 返回可變對象，就意味着咱們有修改字符串的需求，只有建立新的對象，修改字符串的時候纔不會影響以前字符串的值。
• 從而得出一個結論：使用NSString建立的對象，調用copy方法不會建立新的對象，只是指針的拷貝，屬於淺拷貝。而調用mutableCopy方法會建立一個與以前內容同樣的新的對象，屬於深拷貝。

2.2 案例2 NSMutableString

• 建立一個可變字符串對象，內容是"test"，用str1指向該對象
• str1調用copy方法，使用str2指向返回的對象
• str1調用mutableCopy方法，使用str3指向返回的對象

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    NSMutableString *str1 = [[NSMutableString alloc] initWithString:@"test"];
    NSString *str2 = [str1 copy];
    NSMutableString *str3 = [str1 mutableCopy];

    NSLog(@"\n str1 -> %@ \n str2 -> %@ \n str3 -> %@", str1, str2, str3);
    NSLog(@"\n str1 -> %p \n str2 -> %p \n str3 -> %p", str1, str2, str3);
}

// 打印結果：
2020-06-05 12:16:42.174359+0800 05_copy[35192:3110215] 
 str1 -> test 
 str2 -> test 
 str3 -> test
2020-06-05 12:16:42.174536+0800 05_copy[35192:3110215] 
 str1 -> 0x600003d282d0 
 str2 -> 0xbf8fdf3650605176 
 str3 -> 0x600003d28270
複製代碼

結果分析：

• 毫無疑問，st1和str2和str3的內容都是」test「，成功複製
• 發現，三個指針存儲的內存地址不一樣，說明產生了新的對象

畫圖分析：

• st1是指向的是可變字符串，能夠進行修改
• str1調用copy方法會從新建立一個新的不可變字符串，是深拷貝，當str1進行修改的時候，str2`中的值不會受到任何的影響
• str1調用mutableCopy方法會建立一個新的能夠變字符串，那麼就能夠對這個可變字符串進行修改，不影響其str1和str2，是深拷貝。而且三者互不影響。

2.3 案例三 NSArray和NSMutableArray

2.3.1 NSArray

• 操做和上面NSString相似，就再也不說明了，直接看代碼

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    NSArray *array1 = @[@"a", @"b", @"c"];
    NSArray *array2 = [array1 copy];
    NSMutableArray *array3 = [array1 mutableCopy];
    
    NSLog(@"\n array1 -> %@ \n array2 -> %@ \n array3 -> %@", array1, array2, array3);
    NSLog(@"\n array1 -> %p \n array2 -> %p \n array3 -> %p", array1, array2, array3);
}
// 打印結果：
2020-06-05 12:32:17.303200+0800 05_copy[35231:3117262] 
 array1 -> (
    a,
    b,
    c
) 
 array2 -> (
    a,
    b,
    c
) 
 array3 -> (
    a,
    b,
    c
)
2020-06-05 12:32:17.303393+0800 05_copy[35231:3117262] 
 array1 -> 0x600003a0c360 
 array2 -> 0x600003a0c360 
 array3 -> 0x600003a0c0f0
複製代碼

打印結果分析：

• 從數組的內容角度看，數組中的內容都成功被拷貝
• 從array1 array2 和 array3存儲的地址值來看，調用copy方法進行了淺拷貝，而調用mutableCopy方法是深拷貝。也就是說，修改array4裏面的值不會影響array1 和 array2

2.3.2 NSMutableArray

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    NSMutableArray *array1 = [[NSMutableArray alloc] initWithObjects:@"a", @"b", @"c", nil];
    NSArray *array2 = [array1 copy];
    NSMutableArray *array3 = [array1 mutableCopy];
    
    NSLog(@"\n array1 -> %@ \n array2 -> %@ \n array3 -> %@", array1, array2, array3);
    NSLog(@"\n array1 -> %p \n array2 -> %p \n array3 -> %p", array1, array2, array3);
}
// 打印結果：
2020-06-05 12:37:57.830060+0800 05_copy[35251:3120031] 
 array1 -> (
    a,
    b,
    c
) 
 array2 -> (
    a,
    b,
    c
) 
 array3 -> (
    a,
    b,
    c
)
2020-06-05 12:37:57.830295+0800 05_copy[35251:3120031] 
 array1 -> 0x60000378d6e0 
 array2 -> 0x60000378d950 
 array3 -> 0x60000378d9b0
複製代碼

結果分析：

• 不管調用copy 仍是 mutable 方法都是深拷貝

總結：

在OC中，其實還有不少相似的類好比NSDictionary NSMutableDictionary NSSet NSMutableSet結論都是同樣的。能夠本身去敲一段代碼來驗證。經常使用的我總結以下表：

	copy	mutableCopy
NSString	返回NSString、淺拷貝	返回NSMutableString、深拷貝
NSMutableString	返回NSString、深拷貝	返回NSMutableString、深拷貝
NSArray	返回NSArray、淺拷貝	返回NSMutableArray、深拷貝
NSMutableArray	返回NSArray、深拷貝	返回NSMutableArray、深拷貝
NSDictionary	返回NSDictionary、淺拷貝	返回NSMutableDictionary、深拷貝
NSMutableDictionary	返回NSDictionary、深拷貝	返回NSMutableDictionary、深拷貝

3、其餘問題

上面已經講清楚了，copy 和 mutableCopy針對於不一樣的類返回結果以及是否產生新的對象作了分析和總結。

還遺留了點問題

1. 在一箇中類定義一個NSString 屬性的時候，NSString一般定義爲copy定義成strong行不行？若是二者都行，開發中該使用哪個？
2. 定義一個NSMutableArray NSMutableString NSMutableDictionary的屬性，能不能用copy，會不會有什麼問題？

3.1 問題1

• 以下代碼打印結果是什麼？若是把定義屬性的copy 修改爲 strong，那麼打印結果又是什麼呢?

@interface ViewController ()
@property (nonatomic, copy) NSString *str;
@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    NSMutableString *mStr = [[NSMutableString alloc] initWithString:@"test"];
    self.str = mStr;
    [mStr appendString:@"haha"];
    NSLog(@"mStr -> %@", mStr);
    NSLog(@"self.str -> %@", self.str);
}
複製代碼

• copy關鍵字修飾的打印結果：

mstr -> testhaha 
self.str -> test
複製代碼

• strong關鍵字修飾的打印結果：

mstr -> testhaha 
self.str -> testhaha
複製代碼

這個問題的本質在於這句代碼，這句代碼的本質呢是在調用str的setter方法，最關鍵的地方就是要知道setter方法的內部是怎麼寫的呢？

self.str = mStr;
複製代碼

- (void)setStr:(NSString *)str {
  if (_str != str) {
    [_str release];
    _str = [str copy]; // 最關鍵的地方
  }
}
複製代碼

• 上面寫的這個setter方法是拋開ARC環境下的寫法，若是傳入的新值和以前保存的值不一致，就先將老的值引用計數-1，新值調用copy方法，賦值給成員變量。
• 傳入的str是什麼？傳入的str就是mstr，將一個可變字符串進行copy後會建立一個新的對象，_str指向了一個新的對象。因此你再去修改曾經的mStr的值不會影響_str的值。

若是定義字符串屬性的時候，使用strong關鍵字呢？仍是從本質出發，setter方法裏的這句代碼變了。變成retain了。因此_str指向原來的位置，當你修改mStr的值時候，_str確定會跟着改變。

_str = [str retain]; // 最關鍵的地方
複製代碼

若是你還不懂，再畫個圖給你解釋：

3.2 問題2

• 下面代碼打印結果是什麼？

@interface ViewController ()
@property (nonatomic, copy) NSMutableArray *mArray;
@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    self.mArray = [[NSMutableArray alloc] initWithObjects:@"a", @"b", @"c", nil];
    [self.mArray addObject:@"d"];
  	NSLog(@"%@", self.mArray);
}
複製代碼

• 沒有打印，直接崩潰
• 錯誤信息：__NSArrayI找不到 addObject方法，

-[__NSArrayI addObject:]: unrecognized selector sent to instance 0x600002704060
複製代碼

• 根據問題1的經驗，你細品，下面這句代碼的本質是什麼？
• 就是在調用setter方法，因爲是copy修飾，會建立一個新對象，而新對象是不可變數組，不可變數組調用addObject方法怎麼可能找獲得呢？

self.mArray = [[NSMutableArray alloc] initWithObjects:@"a", @"b", @"c", nil];
複製代碼

因此最終結果必定是崩潰。