使用對象時經常需要拷貝它。在Objective-C中，此操作通過copy方法完成。如果想令自己的類支持拷貝操作，那就要實現NSCopying協議，該協議只有一個方法:
- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone
為何會出現NSZone呢？因為以前開發程序時，會據此把內存分成不同的"區"(zone)，而對象會創建在某個區里面。現在不用了，每個程序只有一個區:"默認區"(default zone)。所以說，盡管必須實現這個方法，但是你不必擔心其中的zone參數。
copy方法由NSObject實現，該方法只是以"默認區"為參數來調用"copyWithZone:"。我們總是想覆寫copy方法，其實真正需要實現的卻是"copyWithZone:"方法，這個問題大家一定要注意。
若想使某個類支持拷貝功能，只需聲明該類遵從NSCopying協議，并實現其中的那個方法即可。比方說，有個表示個人信息的類，可以在其接口定義中聲明此類遵從NSCopying協議:
#import <Foundation/Foundation.h>
@interface EOCPerson : NSObject <NSCopying>
@property (nonatomic, copy, readonly) NSString *firstName;
@property (nonatomic, copy, readonly) NSString *lastName;
- (id)initWithFirstName:(NSString*)firstName
andLastName:(NSString*)lastName;
@end
然后，實現協議中規定的方法:
- (id)copyWithZone:(NSZone*)zone {
Person *copy = [[[self class] allocWithZone:zone]
initWithFirstName:_firstName
andLastName:_lastName];
return copy;
}
在本例所實現的"copyWithZone:"中，我們直接把待拷貝的對象交給"全能初始化方法"(designated initializer)，令其執行所有初始化工作。然而有的時候，除了要拷貝對象，還要完成其他一些操作，比如類對象中的數據結構可能并未在初始化方法中設置好，需要另行設置。舉個例子，假如EOCPerson中含有一個數組，與其他EOCPerson對象建立或解除朋友關系的那些方法都需要操作這個數組。那么在這種情況下，你得把這個包含朋友對象的數組也一并拷貝過來。下面列出了實現此功能所需的全部代碼:
#import <Foundation/Foundation.h>
@interface EOCPerson : NSObject <NSCopying>
@property (nonatomic, copy, readonly) NSString *firstName;
@property (nonatomic, copy, readonly) NSString *lastName;
- (id)initWithFirstName:(NSString*)firstName
andLastName:(NSString*)lastName;
- (void)addFriend:(EOCPerson*)person;
- (void)removeFriend:(EOCPerson*)person;
@end
@implementation EOCPerson {
NSMutableSet *_friends;
}
- (id)initWithFirstName:(NSString*)firstName
andLastName:(NSString*)lastName {
if ((self = [super init])) {
_firstName = [firstName copy];
_lastName = [lastName copy];
_friends = [NSMutableSet new];
}
return self;
}
- (void)addFriend:(EOCPerson*)person {
[_friends addObject:person];
}
- (void)removeFriend:(EOCPerson*)person {
[_friends removeObject:person];
}
- (id)copyWithZone:(NSZone*)zone {
EOCPerson *copy = [[[self class] allocWithZone:zone]
initWithFirstName:_firstName
andLastName:_lastName];
copy->_friends = [_friends mutableCopy];
return copy;
}
@end
這次所實現的方法比原來多了一些代碼，它把本對象的_friends實例變量復制了一份，令copy對象的_friends實例變量指向這個復制過的set。注意，這里使用了->語法，因為_friends并非屬性，只是個在內部使用的實例變量。其實也可以聲明一個屬性來表示它，不過由于該變量不會在本類之外使用，所以那么做沒必要。
這個例子提出了一個有趣的問題: 為什么要拷貝_friends實例變量呢？不拷貝這個變量，直接令兩個對象共享一個可變的set是否更簡單些？如果真的那樣做了，那么在給原來的對象添加一個新朋友后，拷貝過的那個對象居然也"神奇地"(magically)與之為友了。在本例中，這顯然不是我們想要的效果。然而，那個set若是不可變的，則無須復制，因為其中的內容畢竟不會改變，所以不用擔心此類問題。如果復制了，那么內存中將會有兩個一模一樣的set，反而造成浪費。
通常情況下，應該像本例這樣，采用全能初始化方法來初始化待拷貝的對象。不過有些時候不能這么做，因為全能初始化方法會產生一些"副作用"(side effect)，這些附加操作對目前要拷貝的對象無益。比如，初始化方法可能要設置一個復雜的內部數據結構，可是在拷貝后的對象中，這個數據結構立刻就要用其他數據來覆寫，所以沒必要再設置一遍。
仔細看看剛才的"copyWithZone:"方法，你就會發現，存放朋友對象的那個set是通過mutableCopy方法來復制的。此方法來自另一個叫做NSMutableCopying的協議。該協議與NSCopying類似，也只定義了一個方法，然而方法名不同:
- (id)mutableCopyWithZone:(NSZonen *)zone
mutableCopy這個"輔助方法"(helper)與copy相似，也是用默認的zone參數來調"mutableCopyWithZone:"。如果你的類分為可變版本(mutable variant)與不可變版本(immutable variant)，那么就應該實現NSMutableCopying。若采用此模式，則在可變類中覆寫"copyWithZone:"方法時，不要返回可變的拷貝，而應返回一份不可變的版本。無論當前實例是否可變，若需獲取其可變版本的拷貝，均應調用mutableCopy方法。同理，若需要不可變的拷貝，則總應通過copy方法來獲取。
對于不可變的NSArray與可變的NSMutableArray來說，下列關系總是成立的:
- [NSMutableArray copy] =>NSArray
- [NSArray mutableCopy] =>NSMutableArray
有個微妙的情況要注意:在可變對象上調用copy方法會返回另外一個不可變類的實例。這樣做是為了能在可變版本之間自由切換。要實現此目標，還有個辦法，就是提供三個方法:copy、immutableCopy、mutaCopy，其中，copy所返回的拷貝對象與當前對象的類型一致，而另外兩個方法則分別返回不可變版本與可變版本的拷貝。但是，如果調用者并不知道其所用的實例是否真的可變，那么這種做法就不太好了。某個方法可能會把NSMutableArray對象當做NSArray返回給你，而你在上面調用copy方法來復制它。此時你以為拷貝后的對象應該是不可變的數組，但實際上它卻是可變的。
可以查詢類型信息(參見第14條)以判斷待拷貝的實例是否可變，不過那樣做比較麻煩，因為每次復制對象的時候都得查詢。為了安全起見，最后還是會使用immutableCopy和mutableCopy這兩個方法來復制對象，而這樣做就和只有copy與mutableCopy方法的設計方案毫無二致了。把拷貝方法稱為copy而非immutableCopy的原因在于，NSCopying不僅設計給那些具有可變版本和不可變版本的類來用，而且還要供其他一些類使用，而那些類沒有"可變"與"不可變"之分，所以說，把拷貝方法叫成immutableCopy不合適。
在編寫拷貝方法時，還要決定一個問題，就是應該執行"深拷貝"(deep copy)還是"淺拷貝"(shallow copy)。深拷貝的意思就是: 在拷貝對象自身時，將其底層數據也一并復制過去。Foundation框架中的所有collection類在默認情況下都執行淺拷貝，也就是說，只拷貝內容對象本身，而不復制其中數據。這樣做的主要原因在于，容器內的對象未必都能拷貝，而且調用者也未必想在拷貝容器時一并拷貝其中的每個對象。
下圖描述了深拷貝與淺拷貝的區別:
一般情況下，我們會遵照系統框架所使用的那種模式，在自定義的類中以淺拷貝的方式實現"copyWithZone:"方法。但如果有必要的話，也可以增加一個執行深拷貝的方法。以NSSet為例，該類提供了下面這個初始化方法，用以執行深拷貝:
- (id)initWithSet: (NSArray *)array copyItems:(BOOL)copyItems
若copyItem參數設為YES，則該方法會向數組中的每個元素發送copy消息，用拷貝好的元素創建新的set，并將其返回給調用者。
在EOCPerson那個例子中，存放朋友對象的set是用"copyWithZone:"方法來拷貝的，根據剛才講的內容可知，這種淺拷貝方式不會逐個復制set中的元素。若需要深拷貝的話，則可像下面這樣，編寫一個專供深拷貝所用的方法:
- (id)deepCopy {
EOCPerson *copy = [[[self class] allocWithZone:zone]
initWithFirstName:_firstName
andLastName:_lastName];
copy->_friends = [[NSSet alloc] initWithSet:_friends
copyItems:YES];
return copy;
}
因為沒有專門定義深拷貝的協議，所以其具體執行方式由每個類來確定，你只需決定自己所寫的類是否要提供深拷貝方法即可。另外，不要假定遵從了NSCopying協議的對象都會執行深拷貝。在絕大多數情況下，執行的都是淺拷貝。如果需要在某對象上執行神呢拷貝，那么除非該類的文檔說它是用深拷貝來實現NSCopying協議的，否則，要么尋找能夠執行深拷貝的相關方法，要么自己編寫方法來做。
要點
- 若想令自己所寫的對象具有拷貝功能，則需實現NSCopying協議
- 如果自定義的對象分為可變版本和不可變版本，那么就要同時實現NSCopying與NSMutableCopying協議
- 復制對象時需決定采用淺拷貝還是深拷貝，一般情況下應該盡量執行淺拷貝
- 如果你寫的對象需要深拷貝，那么可考慮新增一個專門執行深拷貝的方法
