iOS中深拷貝與淺拷貝的示例分析

小編給大家分享一下iOS中深拷貝與淺拷貝的示例分析，希望大家閱讀完這篇文章之后都有所收獲，下面讓我們一起去探討吧！

深拷貝和淺拷貝的概念

拷貝的方式有兩種：深拷貝和淺拷貝。

• 淺拷貝又叫指針拷貝，比如說有一個指針，這個指針指向一個字符串，也就是說這個指針變量的值是這個字符串的地址，那么此時對這個字符串進行指針拷貝的意思就是又創建了一個指針變量，這個指針變量的值是這個字符串的地址，也就是這個字符串的引用計數+1。

• 深拷貝又叫內容拷貝，比如有一個指針，這個指針指向一個字符串，也就是說這個指針變量的值是這個字符串的地址值，那么此時對這個字符串進行內容拷貝，就會創建一個新的指針，在一個新的地址區域創建一個字符串，這個字符串的值和原字符串的值相同，新的指針指向這個新創建的字符串。這時原字符串的引用計數沒有+1。

淺拷貝就是拷貝后，并沒有進行真正的復制，而是復制的對象和原對象都指向同一個地址

深拷貝是真正的復制了一份，復制的對象指向了新的地址

從上圖可以看出，淺拷貝A指針改變了所指向的內容B指針也指向被修改后的內容。如果有些地方用到B指針，不希望在A指向的內容發生變化時也跟著變化，則需要用到深拷貝。

通俗理解為:淺拷貝好比你的影子，你死了，影子也沒了；深拷貝好比克隆人，你死了，它還在。

對象的copy和mutableCopy方法

不管是集合對象還是非集合對象，接收到copy和mutableCopy消息時，都遵循以下準則:

• copy返回immutable對象

• mutableCopy返回mutable對象

下面對非集合對象和集合對象的copy和mutableCopy方法進行具體的闡述。

1.非集合類對象的copy和mutableCopy方法

非集合類對象指的是NSString，NSNumber...這些類。下面的例子以NSString類為例。

首先來看immutable對象拷貝的例子：

 NSString *string = @"test";
 NSString *copyString = [string copy];
 NSMutableString *mutableCopyString = [string mutableCopy];
 
 NSLog(@"%p \n %p \n %p \n", string, copyString, mutableCopyString);

打印結果:

0x101545068
0x101545068
0x60000024e940

通過打印結果我們可以看出來，copyString和string的地址值一樣，而mutableCopyString和string的地址值不一樣，這就說明imutable對象的copy方法進行了淺拷貝，mutableCopy方法進行了深拷貝。

再來看看mutable對象拷貝的例子：

 NSMutableString *string = [[NSMutableString alloc] initWithString:@"test"];
 NSString *copyString = [string copy];
 NSMutableString *mutableCopyString = [string mutableCopy];
 
 NSLog(@"%p \n%p \n%p \n", string, copyString, mutableCopyString);

打印結果：

0x600000240e40
0xa000000747365744
0x6000002411a0

通過打印結果可以看出來，copyString和string的內存地址不同，mutableCopyString和string的內存地址也不同。這說明mutable對象的copy方法和mutableCopy方法都進行了深拷貝。

總結起來就是：

immutable對象的copy方法進行了淺拷貝
immutable對象的mutableCopy方法進行了深拷貝
mutable對象的copy方法進行了深拷貝
mutable對象的mutableCopy方法進行了深拷貝。

用代碼表示就是：

 [immutableObject copy];//淺拷貝
 [immutableObject mutableCopy];//深拷貝
 [mutableObject copy];//深拷貝
 [mutableObject mutableCopy];//深拷貝

以上是通過打印內存地址得出的結論，下面我們通過查看源碼來證實一下我們的結論。

在opensource.apple.com的git倉庫中的runtime源碼中有NSObject.mm這個文件，在這個文件中有copy和mutableCopy方法的實現:

- (id)copy {
 return [(id)self copyWithZone:nil];
}

- (id)mutableCopy {
 return [(id)self mutableCopyWithZone:nil];
}

我們發現copy和mutableCopy方法只是簡單的調用了copyWithZone:和mutableCopyWithZone:兩個方法。然后我在searchcode.com中找到了NSString和NSMutableString的Source Code。

在NSString.m中，找到了關于copy的方法：

- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone {
 if (NSStringClass == Nil)
 NSStringClass = [NSString class];
 return RETAIN(self);
}

- (id)mutableCopyWithZone:(NSZone*)zone {
 return [[NSMutableString allocWithZone:zone] initWithString:self];
}

通過這個源碼我們知道了，對于NSString對象，調用copy方法就是調用了copyWithZone:方法。而copyWithZone:方法并沒有創建新的對象，而是使指針持有了原來的NSString對象，所以NSString的copy方法是淺拷貝。

而調用mutableCopy方法就是調用了mutableCopyWithZone:方法。從mutableCopyWithZone:的實現我們可以看到，這個方法是創建了一個新的可變的字符串對象。因此NSString的mutableCopy方法是深拷貝。

在NSMutableString.m中，只找到了copy和copyWithZone:方法，并沒有找到mutableCopyWithZone:方法：

-(id)copy {
 return [[NSString alloc] initWithString:self];
}

-(id)copyWithZone:(NSZone*)zone {
 return [[NSString allocWithZone:zone] initWithString:self];
}

對NSMutableString對象調用copy方法會調用這里的copyWithZone:方法的實現，我們可以看到這里創建了一個新的不可變的字符串。所以對NSMutableString對象執行copy方法是深拷貝。

由于在NSMutableString中沒有實現mutableCopyWithZone:方法，所以會調用父類的mutableCopyWithZone:方法，也就是NSString類的mutableCopyWithZone:方法，而我們知道，NSString類的mutableCopyWithZone:方法會創建一個新的可變字符串。所以對NSMutableString對象執行mutableCopy方法是深拷貝。

2.集合對象的copy和mutableCopy

集合對象指的是NSArray，NSDictionary，NSSet等之類的對象。下面以NSArray為例看看immutable對象使用copy和mutableCopy的例子：

 NSArray *array = @[@"1", @"2", @"3"];
 NSArray *copyArray = [array copy];
 NSMutableArray *mutableCopyArray = [array mutableCopy];
 
 NSLog(@"%p\n%p\n%p", array, copyArray, mutableCopyArray);

打印結果：

0x60400025bed0
0x60400025bed0
0x60400025c2f0

通過打印結果可以看出來，copyArray的地址和array的地址是一樣的，說明對array進行copy是進行淺拷貝。而

mutableCopyArray的地址和array的地址是不一樣的，說明對array進行mutableCopy是進行了深拷貝。

再來看mutable對象執行copy和mutableCopy的例子：

 NSMutableArray *array = [[NSMutableArray alloc] initWithArray:@[@"1", @"2", @"3"]];
 NSArray *copyArray = [array copy];
 NSMutableArray *mutableCopyArray = [array mutableCopy];
 
 NSLog(@"%p\n%p\n%p", array, copyArray, mutableCopyArray);

打印結果：

0x604000447440
0x604000447050
0x604000447080

通過打印結果可以看出，copyArray和mutableCopyArray的地址都和array的地址不同，這說明對可變數組進行copy和mutableCopy操作都進行了深拷貝。

因此得出結論：

在集合類對象中，對immutable對象進行copy操作是淺拷貝，進行mutableCopy操作是深拷貝。對mutable對象進行copy操作是深拷貝，進行mutableCopy操作是深拷貝。

用代碼表示就是：

 [immutableObject copy];//淺拷貝
 [immutableObject mutableCopy];//深拷貝
 [mutableObject copy];//深拷貝
 [mutableObject mutableCopy];//深拷貝

以上是通過打印內存地址得到的結論，下面我們通過源碼來驗證一下我們的結論。

在NSArray.m中，我找到了copyWithZone:和mutableCopyWithZone:方法。

- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone
{
 return RETAIN(self);
}

- (id)mutableCopyWithZone:(NSZone*)zone
{
 if (NSMutableArrayClass == Nil)
 NSMutableArrayClass = [NSMutableArray class];
 return [[NSMutableArrayClass alloc] initWithArray:self];
}

當調用copy方法時，實際上是執行了這里的copyWithZone:方法，在這個方法里面并沒有創建新的對象，而只是持有了舊的對象，因此，對于不可變的數組對象，執行copy操作是淺拷貝。

當調用mutableCopy方法時，實際上是執行了這里的mutableCopyWithZone:方法，在這個方法里面，利用原來的數組對象，創建了一個新的可變數組對象，因此對于不可變的數組對象，執行mutableCopy操作是深拷貝。

在NSArray.m這個文件的第825行是NSMutableArray的實現。在第875行找到了copyWithZone:的實現，沒有找到mutableCopyWithZone:的實現:

- (id)copyWithZone:(NSZone*)zone
{
 if (NSArrayClass == Nil)
 NSArrayClass = [NSArray class];
 return [[NSArrayClass alloc] initWithArray:self copyItems:YES];
}

當調用copy方法時，實際是調用了這里的copyWithZone:方法，在這個方法的實現里，是利用原來的可變數組創建了一個新的不可變數組，因此對可變數組執行copy操作是深拷貝。

當調用mutableCopy時，由于NSMutableArray本身沒有實現mutableCopyWithZone:方法，所以會調用父類也就是NSArray類的實現，而通過上面我們也能看到NSArray的實現：利用原數組創建了一個新的可變數組，因此，對可變數組進行mutableCopy操作是深拷貝。

回答經典面試題

面試題：為什么NSString類型的成員變量的修飾屬性用copy而不是strong呢？

首先要搞清楚的就是對NSString類型的成員變量用copy修飾和用strong修飾的區別。如果使用了copy修飾符，那么在給成員變量賦值的時候就會對被賦值的對象進行copy操作，然后再賦值給成員變量。如果使用的是strong修飾符，則不會執行copy操作，直接將被賦值的變量賦值給成員變量。

假設有一個NSString類型的成員變量string，對其進行賦值：

 NSString *testString = @"test";
 self.string = testString;

如果該成員變量是用copy修飾的，則等價于：

self.string = [testString copy];

如果是用strong修飾的，則沒有copy操作：

self.string = testString;

知道了使用copy和strong的區別后，我們再來分析為什么要使用copy修飾符。先看一段代碼：

 NSMutableString *mutableString = [[NSMutableString alloc] initWithString:@"test"];
 self.string = mutableString;
 NSLog(@"%@", self.string);
 [mutableString appendString:@"addstring"];
 NSLog(@"%@", self.string);

如果這里成員變量string是用strong修飾的話，打印結果就是：

2018-09-04 10:50:16.909998+0800 copytest[2856:78171] test
2018-09-04 10:50:16.910128+0800 copytest[2856:78171] testaddstring

很顯然，當mutableString的值發生了改變后，string的值也隨之發生改變，因為self.string = mutableString;這行代碼實際上是執行了一次指針拷貝。string的值隨mutableString的值的發生改變這顯然不是我們想要的結果。

如果成員變量string是用copy修飾，打印結果就是：

2018-09-04 10:58:07.705373+0800 copytest[3024:84066] test
2018-09-04 10:58:07.705496+0800 copytest[3024:84066] test

這是因為使用copy修飾符后，self.string = mutableString;就等價于self.string = [mutableString copy];，也就是進行了一次深拷貝，所以mutableString的值再發生變化就不會影響到string的值。

回答面試題：

NSString類型的成員變量使用copy修飾而不是strong修飾是因為有時候賦給該成員變量的值是NSMutableString類型的，這時候如果修飾符是strong，那成員變量的值就會隨著被賦值對象的值的變化而變化。若是用copy修飾，則對NSMutableString類型的值進行了一次深拷貝，成員變量的值就不會隨著被賦值對象的值的改變而改變。

看完了這篇文章，相信你對“iOS中深拷貝與淺拷貝的示例分析”有了一定的了解，如果想了解更多相關知識，歡迎關注億速云行業資訊頻道，感謝各位的閱讀！