iOS 深淺拷貝

一、引言

我們都知道,iOS中的對象,遵守NSCopying 協議的類可以發送copy消息,遵守NSMutableCopying 協議的類才可以發送mutableCopy消息。顧名思義,copy就是復制了一個imutable的對象,而mutablecopy就是復制了一個mutable的對象。

二、系統的非容器類的深淺拷貝

這里指的是NSString,NSNumber等等一類的對象。

  • NSString

我們看一段代碼

NSString *string = @"origion";
NSString *stringCopy = [string copy];
NSMutableString *stringMCopy = [string mutableCopy];
[stringMCopy appendString:@"!!"];

查看內存可以發現,string和stringCopy指向的是同一塊內存區域,此時stringCopy的引用計數和string的一樣都為2(這里需要注意一下,因為@"origion"對象是常量數據段,不是堆上的對象,所以string與stringCopy實際都是指向一個非堆上的對象,他們的引用計數應該是-1,可以通過程序驗證。我們所說的引用計數實際上是用于管理堆上申請的對象。)。

而stringMCopy則是我們所說的真正意義上的復制,系統為其分配了新內存,但指針所指向的字符串還是和string所指的一樣。

  • NSMutableString

再看下面的例子:

NSMutableString *string = [NSMutableString stringWithString: @"origion"];
NSString *stringCopy = [string copy];
NSMutableString *mStringCopy = [string copy];
NSMutableString *stringMCopy = [string mutableCopy];
[mStringCopy appendString:@"mm"];//error
[string appendString:@" origion!"];
[stringMCopy appendString:@"!!"];

以上四個NSString對象所分配的內存都是不一樣的。但是對于mStringCopy其實是個imutable對象,所以上述會報錯。

  • 結論:

對于系統的非容器類對象,我們可以認為,如果對一不可變對象復制,copy是指針復制(淺拷貝)和mutableCopy就是對象復制(深拷貝)。如果是對可變對象復制,都是深拷貝,但是copy返回的對象是不可變的。

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三、系統的容器類對象

指NSArray,NSDictionary等。對于容器類本身,上面討論的結論也是適用的,需要探討的是復制后容器內對象的變化。

我們看個例子:

//arrayCopy1是和array同一個NSArray對象(指向相同的對象),包括array里面的元素也是指向相同的指針
NSArray *array1 = [NSArray arrayWithObjects:@"a",@"b",@"c",nil];
NSArray *arrayCopy1 = [array1 copy];

NSLog(@"array1 retain count: %lu",[array1 retainCount]);
NSLog(@"arrayCopy1 retain count: %lu",[arrayCopy1 retainCount]);

 //mArrayCopy1是array1的可變副本,指向的對象和array1不同,但是其中的元素和array1中的元素指向的是同一個對象。mArrayCopy1還可以修改自己的對象
NSMutableArray *mArrayCopy1 = [array1 mutableCopy];

[mArrayCopy1 addObject:@"de"];
[mArrayCopy1 removeObjectAtIndex:0];

array1和arrayCopy1是指針復制,而mArrayCopy1是對象復制,mArrayCopy1還可以改變期內的元素:刪除或添加。但是注意的是,容器內的元素內容都是指針復制。

下面我們用另一個例子來測試一下

NSArray *mArray1 = [NSArray arrayWithObjects:[NSMutableString stringWithString:@"a"],@"b",@"c",nil];
NSArray *mArrayCopy2 = [mArray1 copy];
NSLog(@"mArray1 retain count: %d",[mArray1 retainCount]);

NSMutableArray *mArrayMCopy1 = [mArray1 mutableCopy];
NSLog(@"mArray1 retain count: %d",[mArray1 retainCount]);
//mArrayCopy2,mArrayMCopy1和mArray1指向的都是不一樣的對象,但是其中的元素都是一樣的對象——同一個指針

NSMutableString *testString = [mArray1 objectAtIndex:0];
//testString = @"1a1";//這樣會改變testString的指針,其實是將@“1a1”臨時對象賦給了testString
//這樣以上三個數組的首元素都被改變了
[testString appendString:@" tail"];

由此可見,對于容器而言,其元素對象始終是指針復制。如果需要元素對象也是對象復制,就需要實現深拷貝。

官方有篇文章詳細說了如何實現深拷貝
Copying Collections

我們先來看個例子:

 NSArray *array = [NSArray arrayWithObjects:[NSMutableString stringWithString:@"first"],[NSString stringWithString:@"b"],@"c",nil];
 NSArray *deepCopyArray=[[NSArray alloc] initWithArray: array copyItems: YES];
 NSArray* trueDeepCopyArray = [NSKeyedUnarchiver unarchiveObjectWithData:
[NSKeyedArchiver archivedDataWithRootObject: array]];

trueDeepCopyArray是完全意義上的深拷貝,而deepCopyArray則不是。

對于deepCopyArray內的不可變元素其還是指針復制,除非我們自己實現深拷貝的方法。因為如果容器的某一元素是不可變的,那你復制完后該對象仍舊是不能改變的,因此只需要指針復制即可。除非你對容器內的元素重新賦值,否則指針復制即已足夠。

舉個例子,[[array objectAtIndex:0] appendstring:@”sd”] 后其他的容器內對象并不會受影響。

四、自定義對象

如果是我們定義的對象,那么我們自己要實現NSCopying,NSMutableCopying這樣就能調用copy和mutablecopy了。

舉個例子:

@interface MyObj : NSObject<NSCopying,NSMutableCopying>
{
         NSMutableString *name;
         NSString *imutableStr;
         int age;
}
@property (nonatomic, retain) NSMutableString *name;
@property (nonatomic, retain) NSString *imutableStr;
@property (nonatomic) int age;
@end
@implementation MyObj
@synthesize name;
@synthesize age;
@synthesize imutableStr;
- (id)init
{
         if (self = [super init])
         {
                   self.name = [[NSMutableString alloc]init];
                   self.imutableStr = [[NSString alloc]init];
                   age = -1;
         }
         return self;
}
- (void)dealloc
{
         [name release];
         [imutableStr release];
         [super dealloc];
}
- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone
{
         MyObj *copy = [[[self class] allocWithZone:zone] init];
         copy->name = [name copy];
         copy->imutableStr = [imutableStr copy];
//       copy->name = [name copyWithZone:zone];;
//       copy->imutableStr = [name copyWithZone:zone];//
         copy->age = age;
         return copy;
}
- (id)mutableCopyWithZone:(NSZone *)zone
{
         MyObj *copy = NSCopyObject(self, 0, zone);
         copy->name = [self.name mutableCopy];
         copy->age = age;
         return copy;
}
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