從經典問題來看 Copy 方法

在初學 iOS 的時候,可能會被灌輸這么一個常識,切記 NSString 的 property 的修飾變量要寫作 copy ,而不是 strong,那么這是為什么?

Test 1

先來模擬一個程序設計錯誤的場景。有一個叫做 Person 的 Class,其中它擁有一個 NSString 類型的 s_name 屬性(代表 name 是 strong),我們想給一個對象的 s_name 賦值,并且之前的賦值變量還想重復使用到其他場景。所以,我們在引入這個 Class 的 ViewController 進行如下操作:

如果在 Person 這個 Class 中,我們的 s_name 的修飾屬性是 strong 的話,會看到如下輸出結果。

可是,我們操作的僅僅是對 s_name 那個變量,為什么連屬性當中的 s_name 也會被改變?對這段代碼稍做修改,重新測試

Test 2

Test 3

再來做第三個實驗,我們換用 copy 類型的成員 c_name,來替換實驗1中的 s_name ,查看一下輸出結果。

最后發現輸出結果依舊是我們所需要的。

做過如上三個實驗,或許你會知道對 property 使用 copy 修飾屬性的原因了。也就是在一個特定場景下:當我們通過一個 NSMutableString 對 NSString 變量進行賦值,如果 NSString 的 property 是 strong 類型的時候,就會隨著 NSMutableString 類型的變量一起變化。

這個猜測是正確的。在 stackoverflow 上也對這個場景進行單獨的描述。可是原因是什么?繼續做下面的實驗:

Test 4

發現當令 NSString 對象指針指向一個 NSMutableString 的時候,則會對一個對象進行深復制。這也就是我們一直所說的在一個 Class 的成員是 NSString 類型的時候,修飾屬性應該使用 copy ,其實就是在使用 mutable 對象進行賦值的時候,防止 mutable 對象的改變從而影響成員變量。從 MRC 的角度來看待修飾屬性,若一個屬性的關鍵字為 retain (可等同于 strong ),則在進行指針的指向修改時,如上面的self.one.name = str,其實是執行了self.one.name = [str retain],而 copy 類型的屬性則會執行self.one.name = [str copy]。

而在 Test 2 中,我們的實驗是將一個 NSString 對象指向另外一個 NSString 對象,那么如果前者是 copy 的成員,還會進行深復制嗎?進行下面的 Test 5,我們令 c_name 的修飾變量為 copy。

Test 5

從一個 NSString 進行 copy 后賦值,copy 方法仍舊是淺拷貝。這個效果就等同于str_b = [str retain],在 ARC 中即 str_b = str。

那么,如何在這種情況下,讓str_b指向一個str的深拷貝呢,答案就是str_b = [str mutableCopy]。這也就是 copy 和 mutableCopy 的區別。

copy & mutableCopy

下面我們開始對 copy 和 mutableCopy 原理進行分析。以下也是我的源碼學習筆記。

在opensource.apple.com的git倉庫中的Runtime源碼中有NSObject.mm這個文件,其中有如下方法是關于 copy 的

發現copy和mutableCopy兩個方法只是簡單調用了copyWithZone:和mutableCopyWithZone:兩個方法。所以有了以下猜想:對于 NSString 和 NSMutableString,Foundation 框架已經為我們實現了 copyWithZone 和 mutableCopyWithZone 的源碼。我在searchcode.com找到了 Hack 版的 NSString 和 NSMutableString 的 Source Code。

在NSString.m中,看到了以下關于 copy 的方法。

而在 NSMutableString.m 中只發現了copyWithZone:和copy:方法,并且它調用了父類的全能初始化方法(designated initializer),所以構造出來的對象是由 NSString 持有的:

也就是說, NSMutableString 進行 copy 的對象從源碼上看也會變成深復制方法。我們做下試驗。

Test 6

輸出結果如我們所預料的,同樣是 NSMutableString 之間的指針傳遞,即使類型相同,使用了該類型下的 copy 方法,也會變成深復制,因為返回的對象如源碼所示,調用了 NSString 的全能初始化方法,并且由一個新的 NSString 持有。那么在 NSMutableString 中使用mutableCopy,可以做到單純的 retain 操作嗎。答案也是否定的,同樣是源碼中寫道,在源碼中并沒有重寫mutableCopy方法,也沒有實現mutableCopyWithZone:方法,所以會調用父類的mutableCopyWithZone。而在父類中 mutableCopyWithZone:方法中調用了 NSMutableString 的全局初始化方法,所以依舊是深復制。

以上原則試用于大多數 Foundation 框架中的常用類,如 NSArray 、 NSDictionary 等等。

關于自定義 Class 的 Copy 方法

對于以上所有試驗,我們可以總結一個中關系:

由此,我們可以總結一下。其實 Copy 對應的也就是類似于 immutableCopy 這種感覺,因為通過 copy 出的對象總是不可變的。所以對于一個 Class 中的 mutableCopy 和 copy 的方法命名而言,其實是否有 mutable ,是針對于返回值而言的。在 Foundation Framework 中,把拷貝方法稱為 copy 而非 immutableCopy 的原因在于,NSCopying 這個基礎協議不僅設計給那些具有可變和不可變版本的類來用,而且還要供其他一些沒有“可變”和“不可變”之分的類來用。

所以在實現自定義 Class 的 Copy 方法適合,我們需要確定一個問題,應該執行深復制還是淺復制。然后在去實現對應的 copyWithZone: 和 mutableCopyWithZone: 兩個方法。這里我不再多論,可以查看 Effective Objective-C 2.0 52 Specific Ways to Improve Your iOS and OS X Programes 的 Tips 22 。

對于很多博文的一些疑問

在很多關于討論自定義 Class 中的 Copy 方法,都會強調一句:我們一定要遵循 NSCopying 或 NSMutableCopying 這兩個協議,并且在實例代碼中也顯式寫出了自定義的 Class 是遵循這兩個協議的。

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