iOS 深拷貝與淺拷貝

1、對(duì)象拷貝有兩種方式:淺復(fù)制和深復(fù)制。顧名思義,淺復(fù)制,并不拷貝對(duì)象本身,僅僅是拷貝指向?qū)ο蟮闹羔?;深?fù)制是直接拷貝整個(gè)對(duì)象內(nèi)存到另一塊內(nèi)存中。再簡(jiǎn)單些說(shuō):淺復(fù)制就是指針拷貝;深復(fù)制就是內(nèi)容拷貝。
2、集合的淺復(fù)制 (shallow copy)
集合的淺復(fù)制有非常多種方法。當(dāng)你進(jìn)行淺復(fù)制時(shí),會(huì)向原始的集合發(fā)送retain消息,引用計(jì)數(shù)加1,同時(shí)指針被拷貝到新的集合。
3、集合的深復(fù)制 (deep copy)
集合的深復(fù)制有兩種方法。
方法一:
可以用 initWithArray:copyItems: 將第二個(gè)參數(shù)設(shè)置為YES即可深復(fù)制,如
NSDictionary shallowCopyDict =
[[NSDictionary alloc] initWithDictionary:someDictionary copyItems:YES];
如果你用這種方法深復(fù)制,集合里的每個(gè)對(duì)象都會(huì)收到 copyWithZone: 消息。如果集合里的對(duì)象遵循 NSCopying 協(xié)議,那么對(duì)象就會(huì)被深復(fù)制到新的集合。如果對(duì)象沒(méi)有遵循 NSCopying 協(xié)議,而嘗試用這種方法進(jìn)行深復(fù)制,會(huì)在運(yùn)行時(shí)出錯(cuò)。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(fù)制。
方法二:
將集合進(jìn)行歸檔(archive),然后解檔(unarchive),如:
NSArray *trueDeepCopyArray =
[NSKeyedUnarchiver unarchiveObjectWithData:[NSKeyedArchiver archivedDataWithRootObject:oldArray]];
3、集合的單層深復(fù)制 (one-level-deep copy)
看到這里,有同學(xué)會(huì)問(wèn):如果在多層數(shù)組中,對(duì)第一層進(jìn)行內(nèi)容拷貝,其它層進(jìn)行指針拷貝,這種情況是屬于深復(fù)制,還是淺復(fù)制?對(duì)此,蘋(píng)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,蘋(píng)果認(rèn)為這種復(fù)制不是真正的深復(fù)制,而是將其稱為單層深復(fù)制(one-level-deep copy)。因此,網(wǎng)上有人對(duì)淺復(fù)制、深復(fù)制、單層深復(fù)制做了概念區(qū)分。
淺復(fù)制(shallow copy):在淺復(fù)制操作時(shí),對(duì)于被復(fù)制對(duì)象的每一層都是指針復(fù)制。
深復(fù)制(one-level-deep copy):在深復(fù)制操作時(shí),對(duì)于被復(fù)制對(duì)象,至少有一層是深復(fù)制。
完全復(fù)制(real-deep copy):在完全復(fù)制操作時(shí),對(duì)于被復(fù)制對(duì)象的每一層都是對(duì)象復(fù)制。
當(dāng)然,這些都是概念性的東西,沒(méi)有必要糾結(jié)于此。只要知道進(jìn)行拷貝操作時(shí),被拷貝的是指針還是內(nèi)容即可。
4、系統(tǒng)對(duì)象的copy與mutableCopy方法
不管是集合類對(duì)象,還是非集合類對(duì)象,接收到copy和mutableCopy消息時(shí),都遵循以下準(zhǔn)則:
copy返回imutable對(duì)象(不可變對(duì)象);所以,如果對(duì)copy返回值使用mutable對(duì)象接收就會(huì)crash;
mutableCopy返回mutable對(duì)象;
下面將針對(duì)非集合類對(duì)象和集合類對(duì)象的copy和mutableCopy方法進(jìn)行具體的闡述
(1)非集合類對(duì)象的copy與mutableCopy
系統(tǒng)非集合類對(duì)象指的是 NSString, NSNumber … 之類的對(duì)象。下面先看個(gè)非集合類immutable對(duì)象拷貝的例子
NSString *string = @"origin";
NSString *stringCopy = [string copy];
NSMutableString *stringMCopy = [string mutableCopy];
通過(guò)查看內(nèi)存,可以看到 stringCopy 和 string 的地址是一樣,進(jìn)行了指針拷貝;而 stringMCopy 的地址和 string 不一樣,進(jìn)行了內(nèi)容拷貝;
再看mutable對(duì)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(yùn)行以上代碼,會(huì)在第7行crash,原因就是 copy 返回的對(duì)象是 immutable 對(duì)象。注釋第7行后再運(yùn)行,查看內(nèi)存,發(fā)現(xiàn) string、stringCopy、mStringCopy、stringMCopy 四個(gè)對(duì)象的內(nèi)存地址都不一樣,說(shuō)明此時(shí)都是做內(nèi)容拷貝。

綜上兩個(gè)例子,我們可以得出結(jié)論:
在非集合類對(duì)象中:
對(duì)immutable對(duì)象進(jìn)行copy操作,是指針復(fù)制,mutableCopy操作時(shí)內(nèi)容復(fù)制;
對(duì)mutable對(duì)象進(jìn)行copy和mutableCopy都是內(nèi)容復(fù)制。
用代碼簡(jiǎn)單表示如下:
[immutableObject copy] // 淺復(fù)制
[immutableObject mutableCopy] //深復(fù)制
[mutableObject copy] //深復(fù)制
[mutableObject mutableCopy] //深復(fù)制
(2)集合類對(duì)象的copy與mutableCopy
集合類對(duì)象是指NSArray、NSDictionary、NSSet … 之類的對(duì)象。下面先看集合類immutable對(duì)象使用copy和mutableCopy的一個(gè)例子:
NSArray *array = @[@[@"a", @"b"], @[@"c", @"d"];
NSArray *copyArray = [array copy];
NSMutableArray *mCopyArray = [array mutableCopy];
查看內(nèi)容,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。說(shuō)明copy操作進(jìn)行了指針拷貝,mutableCopy進(jìn)行了內(nèi)容拷貝。但需要強(qiáng)調(diào)的是:此處的內(nèi)容拷貝,僅僅是拷貝array這個(gè)對(duì)象,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(duì)象的拷貝還是挺相似的,那么mutable對(duì)象的拷貝會(huì)不會(huì)類似呢?我們繼續(xù)往下,看mutable對(duì)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,如我們所料,copyArray、mCopyArray和array的內(nèi)存地址都不一樣,說(shuō)明copyArray、mCopyArray都對(duì)array進(jìn)行了內(nèi)容拷貝。

同樣,我們可以得出結(jié)論:
在集合類對(duì)象中:
對(duì)immutable對(duì)象進(jìn)行copy,是指針復(fù)制,mutableCopy是內(nèi)容復(fù)制;
對(duì)mutable對(duì)象進(jìn)行copy和mutableCopy都是內(nèi)容復(fù)制。
但是:集合對(duì)象的內(nèi)容復(fù)制僅限于對(duì)象本身,對(duì)象元素仍然是指針復(fù)制。

用代碼簡(jiǎn)單表示如下:
[immutableObject copy] // 淺復(fù)制
[immutableObject mutableCopy] //單層深復(fù)制
[mutableObject copy] //單層深復(fù)制
[mutableObject mutableCopy] //單層深復(fù)制
這個(gè)代碼結(jié)論和非集合類的非常相似。
最后說(shuō)個(gè)題外的東西,在搜集資料的過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)一個(gè)有可能犯錯(cuò)的點(diǎn):
NSString *str = @"string";
str = @"newString";
上面這段代碼,在執(zhí)行第二行代碼后,內(nèi)存地址發(fā)生了變化。乍一看,有點(diǎn)意外。按照 C 語(yǔ)言的經(jīng)驗(yàn),初始化一個(gè)字符串之后,字符串的首地址就被確定下來(lái),不管之后如何修改字符串內(nèi)容,這個(gè)地址都不會(huì)改變。但此處第二行并不是對(duì) str 指向的內(nèi)存地址重新賦值,因?yàn)橘x值操作符左邊的 str 是一個(gè)指針,也就是說(shuō)此處修改的是內(nèi)存地址。
所以第二行應(yīng)該這樣理解:將@”newStirng”當(dāng)做一個(gè)新的對(duì)象,將這段對(duì)象的內(nèi)存地址賦值給str。
如下的兩個(gè)方法查看內(nèi)存地址
方法一:p str (會(huì)打印對(duì)象本身的內(nèi)存地址和對(duì)象內(nèi)容)
(lldb) p str
(NSString *) $0 = 0x000000010c913680 @"a"
方法二:po &str (打印的是引用對(duì)象的指針?biāo)诘牡刂罚?br> (lldb) po &str
0x00007fff532fb6c0
參考文章:2、集合的深復(fù)制 (deep copy)
集合的深復(fù)制有兩種方法。
方法一:
可以用 initWithArray:copyItems: 將第二個(gè)參數(shù)設(shè)置為YES即可深復(fù)制,如
NSDictionary shallowCopyDict =
[[NSDictionary alloc] initWithDictionary:someDictionary copyItems:YES];
如果你用這種方法深復(fù)制,集合里的每個(gè)對(duì)象都會(huì)收到 copyWithZone: 消息。如果集合里的對(duì)象遵循 NSCopying 協(xié)議,那么對(duì)象就會(huì)被深復(fù)制到新的集合。如果對(duì)象沒(méi)有遵循 NSCopying 協(xié)議,而嘗試用這種方法進(jìn)行深復(fù)制,會(huì)在運(yùn)行時(shí)出錯(cuò)。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(fù)制。
方法二:
將集合進(jìn)行歸檔(archive),然后解檔(unarchive),如:
NSArray *trueDeepCopyArray =
[NSKeyedUnarchiver unarchiveObjectWithData:[NSKeyedArchiver archivedDataWithRootObject:oldArray]];
34、集合的單層深復(fù)制 (one-level-deep copy)
看到這里,有同學(xué)會(huì)問(wèn):如果在多層數(shù)組中,對(duì)第一層進(jìn)行內(nèi)容拷貝,其它層進(jìn)行指針拷貝,這種情況是屬于深復(fù)制,還是淺復(fù)制?對(duì)此,蘋(píng)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,蘋(píng)果認(rèn)為這種復(fù)制不是真正的深復(fù)制,而是將其稱為單層深復(fù)制(one-level-deep copy)。因此,網(wǎng)上有人對(duì)淺復(fù)制、深復(fù)制、單層深復(fù)制做了概念區(qū)分。
淺復(fù)制(shallow copy):在淺復(fù)制操作時(shí),對(duì)于被復(fù)制對(duì)象的每一層都是指針復(fù)制。
深復(fù)制(one-level-deep copy):在深復(fù)制操作時(shí),對(duì)于被復(fù)制對(duì)象,至少有一層是深復(fù)制。
完全復(fù)制(real-deep copy):在完全復(fù)制操作時(shí),對(duì)于被復(fù)制對(duì)象的每一層都是對(duì)象復(fù)制。
當(dāng)然,這些都是概念性的東西,沒(méi)有必要糾結(jié)于此。只要知道進(jìn)行拷貝操作時(shí),被拷貝的是指針還是內(nèi)容即可。
4、系統(tǒng)對(duì)象的copy與mutableCopy方法
不管是集合類對(duì)象,還是非集合類對(duì)象,接收到copy和mutableCopy消息時(shí),都遵循以下準(zhǔn)則:
copy返回imutable對(duì)象(不可變對(duì)象);所以,如果對(duì)copy返回值使用mutable對(duì)象接口就會(huì)crash;
mutableCopy返回mutable對(duì)象;
下面將針對(duì)非集合類對(duì)象和集合類對(duì)象的copy和mutableCopy方法進(jìn)行具體的闡述
(1)非集合類對(duì)象的copy與mutableCopy
系統(tǒng)非集合類對(duì)象指的是 NSString, NSNumber … 之類的對(duì)象。下面先看個(gè)非集合類immutable對(duì)象拷貝的例子
NSString *string = @"origin";
NSString *stringCopy = [string copy];
NSMutableString *stringMCopy = [string mutableCopy];
通過(guò)查看內(nèi)存,可以看到 stringCopy 和 string 的地址是一樣,進(jìn)行了指針拷貝;而 stringMCopy 的地址和 string 不一樣,進(jìn)行了內(nèi)容拷貝;
再看mutable對(duì)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(yùn)行以上代碼,會(huì)在第7行crash,原因就是 copy 返回的對(duì)象是 immutable 對(duì)象。注釋第7行后再運(yùn)行,查看內(nèi)存,發(fā)現(xiàn) string、stringCopy、mStringCopy、stringMCopy 四個(gè)對(duì)象的內(nèi)存地址都不一樣,說(shuō)明此時(shí)都是做內(nèi)容拷貝。
綜上兩個(gè)例子,我們可以得出結(jié)論:
在非集合類對(duì)象中:對(duì)immutable對(duì)象進(jìn)行copy操作,是指針復(fù)制,mutableCopy操作時(shí)內(nèi)容復(fù)制;對(duì)mutable對(duì)象進(jìn)行copy和mutableCopy都是內(nèi)容復(fù)制。
用代碼簡(jiǎn)單表示如下:
[immutableObject copy] // 淺復(fù)制
[immutableObject mutableCopy] //深復(fù)制
[mutableObject copy] //深復(fù)制
[mutableObject mutableCopy] //深復(fù)制
(2)集合類對(duì)象的copy與mutableCopy
集合類對(duì)象是指NSArray、NSDictionary、NSSet … 之類的對(duì)象。下面先看集合類immutable對(duì)象使用copy和mutableCopy的一個(gè)例子:
NSArray *array = @[@[@"a", @"b"], @[@"c", @"d"];
NSArray *copyArray = [array copy];
NSMutableArray *mCopyArray = [array mutableCopy];
查看內(nèi)容,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。說(shuō)明copy操作進(jìn)行了指針拷貝,mutableCopy進(jìn)行了內(nèi)容拷貝。但需要強(qiáng)調(diào)的是:此處的內(nèi)容拷貝,僅僅是拷貝array這個(gè)對(duì)象,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(duì)象的拷貝還是挺相似的,那么mutable對(duì)象的拷貝會(huì)不會(huì)類似呢?我們繼續(xù)往下,看mutable對(duì)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,如我們所料,copyArray、mCopyArray和array的內(nèi)存地址都不一樣,說(shuō)明copyArray、mCopyArray都對(duì)array進(jìn)行了內(nèi)容拷貝。
同樣,我們可以得出結(jié)論:
在集合類對(duì)象中,對(duì)immutable對(duì)象進(jìn)行copy,是指針復(fù)制,mutableCopy是內(nèi)容復(fù)制;對(duì)mutable對(duì)象進(jìn)行copy和mutableCopy都是內(nèi)容復(fù)制。但是:集合對(duì)象的內(nèi)容復(fù)制僅限于對(duì)象本身,對(duì)象元素仍然是指針復(fù)制。
用代碼簡(jiǎn)單表示如下:
[immutableObject copy] // 淺復(fù)制
[immutableObject mutableCopy] //單層深復(fù)制
[mutableObject copy] //單層深復(fù)制
[mutableObject mutableCopy] //單層深復(fù)制
這個(gè)代碼結(jié)論和非集合類的非常相似。
最后說(shuō)個(gè)題外的東西,在搜集資料的過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)一個(gè)有可能犯錯(cuò)的點(diǎn):
NSString *str = @"string";
str = @"newString";
上面這段代碼,在執(zhí)行第二行代碼后,內(nèi)存地址發(fā)生了變化。乍一看,有點(diǎn)意外。按照 C 語(yǔ)言的經(jīng)驗(yàn),初始化一個(gè)字符串之后,字符串的首地址就被確定下來(lái),不管之后如何修改字符串內(nèi)容,這個(gè)地址都不會(huì)改變。但此處第二行并不是對(duì) str 指向的內(nèi)存地址重新賦值,因?yàn)橘x值操作符左邊的 str 是一個(gè)指針,也就是說(shuō)此處修改的是內(nèi)存地址。
所以第二行應(yīng)該這樣理解:將@”newStirng”當(dāng)做一個(gè)新的對(duì)象,將這段對(duì)象的內(nèi)存地址賦值給str。
如下的兩個(gè)方法查看內(nèi)存地址
方法一:p str (會(huì)打印對(duì)象本身的內(nèi)存地址和對(duì)象內(nèi)容)
(lldb) p str
(NSString *) $0 = 0x000000010c913680 @"a"
方法二:po &str (打印的是引用對(duì)象的指針?biāo)诘牡刂罚?br> (lldb) po &str
0x00007fff532fb6c0

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