課堂 | 小姿勢:深拷貝與淺拷貝

海賊王

有嚴重拖延癥的小豆,終于把這篇寫完了,寫完了,完了,了。

概述

深拷貝就是拷貝出來的內容和原來的僅僅是值一樣,但內存地址完全不一樣,創建后和原對象沒有任何關系,我們也稱之為內容拷貝;
淺拷貝是拷貝指向原來對象的指針,使原有對象的引用計數+1,我們稱之為指針拷貝。

在開發過程中,大體分為容器類對象和非容器類對象,下面我們就從這個角度簡單地理解一下深淺拷貝。

非容器類對象

非容器類對象,我們以字符串為例:
非容器不可變對象,比如NSString;
非容器類可變對象,比如NSMutableString。

1.非容器不可變對象

NSString *originalStr = @"佳小豆";
NSString *tempCopyStr = [originalStr copy];
NSMutableString *tempMutableStr = [originalStr mutableCopy];

輸出:

(lldb) p originalStr
(__NSCFConstantString *) $0 = 0x000000010f215080 @"佳小豆"
(lldb) p tempCopyStr
(__NSCFConstantString *) $1 = 0x000000010f215080 @"佳小豆"
(lldb) p tempMutableStr
(__NSCFString *) $2 = 0x0000600000c76340 @"佳小豆"

2.非容器可變對象

NSMutableString *originalStr =  [NSMutableString stringWithFormat:@"佳小豆"];
NSMutableString *tempCopyStr = [originalStr copy];
NSMutableString *tempMutableStr = [originalStr mutableCopy];

輸出:

(lldb) p originalStr
(__NSCFString *) $0 = 0x0000600003be90e0 @"佳小豆"
(lldb) p tempCopyStr
(__NSCFString *) $1 = 0x00006000035a0ba0 @"佳小豆"
(lldb) p tempMutableStr
(__NSCFString *) $2 = 0x0000600003be93e0 @"佳小豆"

由上述輸出結果可得出結論:

對于非容器不可變對象,copy是淺拷貝(指針拷貝),mutableCopy是深拷貝(內容拷貝);
對于非容器可變對象,無論是copy還是mutableCopy都是深拷貝(內容拷貝)。

容器類對象

容器類對象,我們以數組為例:
容器類不可變對象,比如NSArray;
容器類可變對象,比如NSMutableArray。

1.容器類不可變對象

NSArray *originalArr = [NSArray arrayWithObjects:@"1",@"2",@"3",nil];
NSArray *tempCopyArr = [originalArr copy];
NSMutableArray *tempMutableArr = [originalArr mutableCopy];  

輸出:

(lldb) p originalArr
(__NSArrayI *) $0 = 0x0000600001c35320 @"3 elements"
(lldb) p tempCopyArr
(__NSArrayI *) $1 = 0x0000600001c35320 @"3 elements"
(lldb) p tempMutableArr
(__NSArrayM *) $2 = 0x0000600001c356e0 @"3 elements"

2.容器類可變對象

NSMutableArray *originalArr = [NSMutableArray arrayWithObjects:@"1",@"2",@"3",nil];
NSMutableArray *tempCopyArr = [originalArr copy];
NSMutableArray *tempMutableArr = [originalArr mutableCopy];

輸出:

(lldb) p [originalStr copy]
(__NSCFString *) $0 = 0x00006000014791c0 @"佳小豆"
(lldb) p originalArr
(__NSArrayM *) $1 = 0x0000600001a7d860 @"3 elements"
(lldb) p tempCopyArr
(__NSArrayI *) $2 = 0x0000600001a7d830 @"3 elements"
(lldb) p tempMutableArr
(__NSArrayM *) $3 = 0x0000600001a7db60 @"3 elements"

由上述輸出結果可得出與非容器對象類似的結論。
通過對非容器類對象和容器類對象進行copy和mutableCopy的動作,我們得出最終結論:

對于不可變對象,copy是淺拷貝,mutableCopy是深拷貝;
對于可變對象,無論是copy還是mutableCopy都是深拷貝。

自定義類的對象

在Objective-C中并不是所有的類都支持拷貝。只有遵循NSCopying協議的類,才支持copy拷貝,只有遵循NSMutableCopying協議的類,才支持mutableCopy拷貝。如果沒有遵循拷貝協議,拷貝時會出錯。
在遵從NSCopyingNAMutableCopying協議的前提下,重寫- (id)copyWithZone : (NSZone *) zone- (id)mutableCopyWithZone : (NSZone *) zone兩個方法,即可以支持copy和mutableCopy。
示例代碼:

#import "Person.h"

@interface Person()<NSCopying, NSMutableCopying>

@end

@implementation Person

//淺拷貝
- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone
{
    Person *person = self;
    return person;
}

//深拷貝
- (id)mutableCopyWithZone:(NSZone *)zone
{
    Person *person = [Person allocWithZone:zone];
    //下面寫屬性賦值

    return person;
}

擴展內容

1.容器類對象完全拷貝

雖然對于容器類可變對象無論是copy還是mutableCopy都是深拷貝,但這并不意味著完全拷貝,也就是說容器對象中的元素并非深拷貝,我們可以看一下輸出:

(lldb) p [originalArr objectAtIndex:0]
(__NSCFConstantString *) $4 = 0x0000000107eb6098 @"1"
(lldb) p [tempCopyArr objectAtIndex:0]
(__NSCFConstantString *) $5 = 0x0000000107eb6098 @"1"
(lldb) p [tempMutableArr objectAtIndex:0]
(__NSCFConstantString *) $7 = 0x0000000107eb6098 @"1"

根據輸出可以看到數組中的相同index的元素的內存地址是相同的,也就是說數組中的元素是淺拷貝的,如果想實現完全拷貝,我們可以這么做:

NSMutableArray *originalArr = [NSMutableArray arrayWithObjects:@"1",@"2",@"3",nil];
NSMutableArray *mutableArray = [[NSMutableArray alloc] initWithArray:originalArr copyItems:YES];
NSData *data = [NSKeyedArchiver archivedDataWithRootObject:mutableArray requiringSecureCoding:YES error:nil];
NSMutableArray *newMutableArray = [NSKeyedUnarchiver unarchivedObjectOfClass:[NSMutableArray class] fromData:data error:nil];

輸出:

(lldb) p [originalArr objectAtIndex:0]
(__NSCFConstantString *) $0 = 0x000000010e5b4078 @"1"
(lldb) p [mutableArray objectAtIndex:0]
(__NSCFConstantString *) $1 = 0x000000010e5b4078 @"1"
(lldb) p [newMutableArray objectAtIndex:0]
(NSTaggedPointerString *) $2 = 0x859ce36d25175d15 @"1"

自定義的類需要遵循NSSecureCoding協議,示例代碼如下:

#import <Foundation/Foundation.h>

NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN

@interface Person : NSObject<NSSecureCoding>

@property (nonatomic,copy)NSString *name;

@end

NS_ASSUME_NONNULL_END

@implementation Person

- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder
{
    [aCoder encodeObject:self.name forKey:@"name"];
}

- (instancetype)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder
{
    self = [super init];
    if (self)
    {
        self.name = [aDecoder decodeObjectForKey:@"name"];
    }
    return self;
}

+ (BOOL)supportsSecureCoding
{
    return YES;
}

@end

2.@property中的copy

我們先以一個??開始

@property (nonatomic,strong)NSArray *originalArr;

NSMutableArray *newArr = [NSMutableArray arrayWithObjects:@"1",@"2",@"3",nil];
self.originalArr = newArr;
[newArr removeAllObjects];

代碼執行后,你猜怎么著?!

(lldb) p self.originalArr
(__NSArrayM *) $0 = 0x0000600003746160 @"0 elements"

你木有看錯,確實啥都木有了!這就是用@property聲明的NSString/NSArray/NSDictionary經常使用copy關鍵字而不用strong關鍵字的原因。
《招聘一個靠譜的iOS》如是總結:

1.因為父類指針可以指向子類對象,使用 copy 的目的是為了讓本對象的屬性不受外界影響,使用 copy 無論給我傳入是一個可變對象還是不可對象,我本身持有的就是一個不可變的副本.
2.如果我們使用是 strong ,那么這個屬性就有可能指向一個可變對象,如果這個可變對象在外部被修改了,那么會影響該屬性.

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