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引言

根據(jù)拷貝內(nèi)容的不同，分為深淺拷貝

• 深拷貝：內(nèi)容拷貝，且將指針指向新的內(nèi)容
• 淺拷貝：只是簡(jiǎn)單的指針賦值

蘋(píng)果為什么這么設(shè)計(jì)呢？總結(jié)起來(lái)很簡(jiǎn)單：即安全又省內(nèi)存。但是要理解或者避免踩一些坑，還需要看下面的介紹

內(nèi)存

不得不先說(shuō)到內(nèi)存，又不得不說(shuō)內(nèi)存分區(qū)：程序底層——程序如何在RAM ROM運(yùn)行，內(nèi)存分配與分區(qū)

看下面圖片：

memoryZone

obj1是定義在函數(shù)外部的全局變量，處于全局區(qū)；obj2是定義在函數(shù)內(nèi)的局部變量，處于棧區(qū)。它們都指向了處于堆區(qū)的對(duì)象。

obj1與obj2是指針，它們指向的對(duì)象是內(nèi)容，那么現(xiàn)在再看深淺拷貝的現(xiàn)象，或者說(shuō)執(zhí)行的結(jié)果：淺拷貝只是多個(gè)指針指向同一對(duì)象內(nèi)容，深拷貝就是每個(gè)指針都指向了一個(gè)對(duì)象內(nèi)容，互不影響。

自定義對(duì)象需要自己實(shí)現(xiàn)NSCoping協(xié)議，一般情況下，自定義對(duì)象都是可變對(duì)象，本節(jié)討論的也都是針對(duì)系統(tǒng)對(duì)象
指針也是會(huì)存在堆區(qū)的，比如在block里面我們知道，如果指針使用了__block修飾，那么指針會(huì)存放在堆區(qū)。

返回值的一些基本規(guī)則

無(wú)論是集合對(duì)象還是非集合對(duì)象，在收到copy和mutableCopy消息時(shí)，都遵守以下規(guī)則：

• 1 copy返回immutable對(duì)象；
• 2 mutableCopy返回mutable對(duì)象；

那么很簡(jiǎn)單，可變與不可變對(duì)象的轉(zhuǎn)變:

• 不可變對(duì)象→可變對(duì)象的轉(zhuǎn)換:不可變對(duì)象.mutableCopy。
• 可變->不可變:可變對(duì)象.copy;

集合拷貝

系統(tǒng)提供的集合類型，比如字典、數(shù)組、NSSet等集合類型內(nèi)存基本都是如下結(jié)構(gòu)：集合內(nèi)存結(jié)構(gòu)圖

arrMemory

我們可以上面代碼（代碼處于方法內(nèi)）做個(gè)分析，加深對(duì)內(nèi)存的理解。@"123"、@"456"是const屬性，因此處于常量區(qū)，指針str1、str2、arr局部變量指針處于棧區(qū),@[]數(shù)組內(nèi)容存放位置處于堆區(qū)，數(shù)組里面的內(nèi)容存放的是指針str1與str2，當(dāng)然處于堆區(qū)

其實(shí)arr = @[str1,str2]相當(dāng)于[arr addObject:str1];[arr addObject:str2];，數(shù)組里面有兩個(gè)強(qiáng)指針指向了對(duì)象@"123"與@"456"。

圖中只是字符串是常量所以在常量區(qū)，如果他們是NSDate、UIView等等則會(huì)處于堆區(qū)

下面的分析也是基于三種程度的拷貝，記為CopyLevel，拷貝層次，簡(jiǎn)寫(xiě)CL1、CL2、CL3

• CL1：arr數(shù)組指針，如果只發(fā)生這層拷貝，則和非集合對(duì)象一樣，是淺拷貝
• CL2：arr數(shù)組指針指向的的內(nèi)容，即存儲(chǔ)的對(duì)象指針。發(fā)生本層拷貝，從非集合角度來(lái)說(shuō)已經(jīng)發(fā)生了內(nèi)容拷貝，即深拷貝。但從集合角度來(lái)說(shuō)，還是淺拷貝。
• CL3：arr數(shù)組里面存儲(chǔ)的指針指向的內(nèi)容，如果發(fā)生本層拷貝，可以叫做集合的單層深拷貝。

毫無(wú)疑問(wèn)，CL1是肯定會(huì)進(jìn)行的。重點(diǎn)就在于CL2于CL3.

不可變集合的copy與mutableCopy

下面代碼，不可變集合arrM1的copy與mutableCopy。arrM2：mutableCopy，arr：copy

arrTwoCopy

• 根據(jù)第一行打印結(jié)果：arrM2和arr都進(jìn)行CL1拷貝
• 第二行打印結(jié)果：arrM2與arrM1結(jié)果不同，說(shuō)明進(jìn)行了數(shù)組拷貝；arr與arrM1結(jié)果相同，說(shuō)明沒(méi)有，進(jìn)行數(shù)組拷貝
• 第三行打印結(jié)果：都相同，說(shuō)明指向的內(nèi)容沒(méi)有發(fā)生拷貝

可變集合的copy與mutableCopy

下面代碼，可變集合arrM1的copy與mutableCopy。arrM2：mutableCopy，arr：copy

arrMTwoCopy

• 根據(jù)第一行打印結(jié)果：arrM2和arr都進(jìn)行CL1拷貝
• 第二行打印結(jié)果：結(jié)果均不同，說(shuō)明都進(jìn)行了數(shù)組拷貝；
• 第三行打印結(jié)果：都相同，說(shuō)明指向的內(nèi)容沒(méi)有發(fā)生拷貝

一般結(jié)論

我們知道，對(duì)于非集合對(duì)象，有如下結(jié)論：

// 不可變，線程安全
[immutableObject copy] // 淺復(fù)制
[immutableObject mutableCopy] // 深復(fù)制，對(duì)于集合則是只拷?貝數(shù)組的內(nèi)容，數(shù)組的內(nèi)容是指針，而指針的內(nèi)容不會(huì)被拷?

// 可變對(duì)象，線程不安全
[mutableObject copy] //深復(fù)制，對(duì)于集合則是只拷?貝數(shù)組的內(nèi)容，數(shù)組的內(nèi)容是指針，而指針的內(nèi)容不會(huì)被拷?
[mutableObject mutableCopy] //深復(fù)制，對(duì)于集合則是只拷?貝數(shù)組的內(nèi)容，數(shù)組的內(nèi)容是指針，而指針的內(nèi)容不會(huì)被拷?

集合的單層深拷貝，CL3層的拷貝(one-level-deep copy)

我們需要使用- (instancetype)initWithArray:(NSArray<ObjectType> *)array copyItems:(BOOL)flag;方法，且flag為YES。

arrOneLevelCopy

可以看到，三行打印結(jié)果都不一樣，即發(fā)生了CL3層的拷貝。

此方法執(zhí)行后，arrM1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)被深拷貝到新的集合，如果沒(méi)有遵循就直接崩潰了。

等一等，好像有另一個(gè)問(wèn)題：此方法只是會(huì)給集合的每個(gè)對(duì)象發(fā)送copyWithZone:方法，那么對(duì)于不可變對(duì)象，copyWithZone:的執(zhí)行還是淺拷貝。讀者大概也注意到了，圖中示例代碼，arrM1數(shù)組存的也是可變對(duì)象dict1，所以有CL3層的拷貝。那如果arrM1存的不是可變對(duì)象呢？結(jié)果就是沒(méi)有CL3層的拷貝，大家可以用代碼測(cè)試下！

為啥叫單層深復(fù)制呢？ 因?yàn)樗唤oarrM1數(shù)組存的對(duì)象發(fā)送了copyWithZone:方法，而沒(méi)有對(duì)dict1發(fā)送copyWithZone:方法，dict1也是集合，它里面也存放著對(duì)象呢。。。即集合里面存放的集合。。。好繞，哈哈

另外，除了此方法，集合的解檔歸檔，也是可以實(shí)現(xiàn)單層深拷貝的。

繞的東西就到這里，下面看些感興趣的東西：

一些坑

• Mutable變copy的坑

有一點(diǎn)需要注意了：copy返回值為不可變對(duì)象，如果使用可變對(duì)象的接口就會(huì)crash。例如：

- (void)arrMCopyTest {
    NSMutableArray *arrM = [NSMutableArray arrayWithObjects:@"123",@"456", nil];
    NSMutableArray *arr = [arrM copy];
    // 下面代碼崩潰
    [arr addObject:@"789"];
}

[arrM copy];返回的是不可變類型，即NSArray，向一個(gè)NSArray對(duì)象發(fā)送addObject消息當(dāng)然方法找不到崩潰。

另一個(gè)問(wèn)題，arr是NSMutableArray類型，它指向父類NSArray編譯器為什么不報(bào)錯(cuò)呢？copy返回的是id類型，編譯器不會(huì)對(duì)id(俗稱萬(wàn)能指針)進(jìn)行類型檢查，所以會(huì)經(jīng)?？吹酵扑]使用instancetype，而不是id

下面的類似錯(cuò)誤就很常見(jiàn)了：

@property (nonatomic, copy) NSMutableArray *arr;

- (void)arrMCopyTest {
    NSMutableArray *arrM = [NSMutableArray arrayWithObjects:@"123",@"456", nil];
    self.arr = arrM;
    // 下面代碼崩潰
    [self.arr addObject:@"789"];
}

因?yàn)閟elf.arr為copy修飾，那么self.arr = arrM就相當(dāng)于_arr = [arrM copy]

• 屬性指定為copy，卻沒(méi)有被copy

@property (nonatomic, copy) NSString *str;
- (void)viewDidLoad {
    NSMutableString *str = [NSMutableString stringWithFormat:@"123"];
    // self.str = str;
    _str = str;
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(3 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
    
        [str appendString:@"456"];
        NSLog(@"change");
    });
}

這里在block里面對(duì)str進(jìn)行操作，居然沒(méi)有對(duì)它進(jìn)行__block修飾?。?！感興趣可以看看這篇博客：iOS中block的使用、實(shí)現(xiàn)底層、循環(huán)引用、存儲(chǔ)位置

打印結(jié)果：

2017-07-23 00:33:06.344 CopyTest[95611:31912803] 123
2017-07-23 00:33:07.518 CopyTest[95611:31912803] change
2017-07-23 00:33:08.636 CopyTest[95611:31912803] 123456

都是123456，self.str被意外改變了，如果將代碼_str = str;-->self.str = str;值就不會(huì)改變了。因?yàn)橄喈?dāng)于_str = [str copy];。

所以建議除了在初始化和釋放時(shí)(init、dealloc方法中，懶加載還是使用self.)，蘋(píng)果推薦我們使用_下劃線的方式直接訪問(wèn)變量，其它地方盡量使用self.來(lái)訪問(wèn)。另外我們還經(jīng)常getter或者setter方法里面做一些自定義操作，如果_方式則這些自定義操作就不會(huì)被執(zhí)行。而且在block里面使用_方式訪問(wèn)變量會(huì)更隱蔽的引起循環(huán)引用的問(wèn)題！

• setter方法

@property (nonatomic, copy) NSString *str;

- (void)setStr:(NSString *)str {
    // _str = str; 不要這樣寫(xiě)
    _str = [str copy];
}

講了這些，大家會(huì)不會(huì)猛然想到

@property (nonatomic, weak) id delegate;
_delegate = obj;

這樣會(huì)不會(huì)造成_delegate為指向的對(duì)象引用計(jì)數(shù)為0時(shí)，系統(tǒng)還會(huì)不會(huì)將_delegate置為nil？答案是，您多慮了，會(huì)的。這和copy不一樣。為啥不一樣？牽涉到runtime哈希表什么的就不在展開(kāi)了。。。