前言

關(guān)于iOS中對(duì)象的深拷貝和淺拷貝的文章有很多，但是大部分都是基于打印內(nèi)存地址來推導(dǎo)結(jié)果，這篇文章是從源碼的角度來分析深拷貝和淺拷貝。

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(gè)指針，這個(gè)指針指向一個(gè)字符串，也就是說這個(gè)指針變量的值是這個(gè)字符串的地址，那么此時(shí)對(duì)這個(gè)字符串進(jìn)行指針拷貝的意思就是又創(chuàng)建了一個(gè)指針變量，這個(gè)指針變量的值是這個(gè)字符串的地址，也就是這個(gè)字符串的引用計(jì)數(shù)+1。
• 深拷貝又叫內(nèi)容拷貝，比如有一個(gè)指針，這個(gè)指針指向一個(gè)字符串，也就是說這個(gè)指針變量的值是這個(gè)字符串的地址值，那么此時(shí)對(duì)這個(gè)字符串進(jìn)行內(nèi)容拷貝，就會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的指針，在一個(gè)新的地址區(qū)域創(chuàng)建一個(gè)字符串，這個(gè)字符串的值和原字符串的值相同，新的指針指向這個(gè)新創(chuàng)建的字符串。這時(shí)原字符串的引用計(jì)數(shù)沒有+1。

淺拷貝就是拷貝后，并沒有進(jìn)行真正的復(fù)制，而是復(fù)制的對(duì)象和原對(duì)象都指向同一個(gè)地址

深拷貝是真正的復(fù)制了一份，復(fù)制的對(duì)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(nèi)容B指針也指向被修改后的內(nèi)容。如果有些地方用到B指針，不希望在A指向的內(nèi)容發(fā)生變化時(shí)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(duì)象的copy和mutableCopy方法

不管是集合對(duì)象還是非集合對(duì)象，接收到copy和mutableCopy消息時(shí)，都遵循以下準(zhǔn)則:

• copy返回immutable對(duì)象
• mutableCopy返回mutable對(duì)象

下面對(duì)非集合對(duì)象和集合對(duì)象的copy和mutableCopy方法進(jìn)行具體的闡述。

1.非集合類對(duì)象的copy和mutableCopy方法

非集合類對(duì)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(duì)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(jié)果:

0x101545068
0x101545068
0x60000024e940

通過打印結(jié)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(duì)象的copy方法進(jìn)行了淺拷貝，mutableCopy方法進(jìn)行了深拷貝。

再來看看mutable對(duì)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(jié)果：

0x600000240e40
0xa000000747365744
0x6000002411a0

通過打印結(jié)果可以看出來，copyString和string的內(nèi)存地址不同，mutableCopyString和string的內(nèi)存地址也不同。這說明mutable對(duì)象的copy方法和mutableCopy方法都進(jìn)行了深拷貝。

總結(jié)起來就是：

immutable對(duì)象的copy方法進(jìn)行了淺拷貝
immutable對(duì)象的mutableCopy方法進(jìn)行了深拷貝
mutable對(duì)象的copy方法進(jìn)行了深拷貝
mutable對(duì)象的mutableCopy方法進(jìn)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(nèi)存地址得出的結(jié)論，下面我們通過查看源碼來證實(shí)一下我們的結(jié)論。

在opensource.apple.com的git倉庫中的runtime源碼中有NSObject.mm這個(gè)文件，在這個(gè)文件中有copy和mutableCopy方法的實(shí)現(xiàn):

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

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

我們發(fā)現(xiàn)copy和mutableCopy方法只是簡(jiǎn)單的調(diào)用了copyWithZone:和mutableCopyWithZone:兩個(gè)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(guān)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(gè)源碼我們知道了，對(duì)于NSString對(duì)象，調(diào)用copy方法就是調(diào)用了copyWithZone:方法。而copyWithZone:方法并沒有創(chuàng)建新的對(duì)象，而是使指針持有了原來的NSString對(duì)象，所以NSString的copy方法是淺拷貝。

而調(diào)用mutableCopy方法就是調(diào)用了mutableCopyWithZone:方法。從mutableCopyWithZone:的實(shí)現(xiàn)我們可以看到，這個(gè)方法是創(chuàng)建了一個(gè)新的可變的字符串對(duì)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(duì)NSMutableString對(duì)象調(diào)用copy方法會(huì)調(diào)用這里的copyWithZone:方法的實(shí)現(xiàn)，我們可以看到這里創(chuàng)建了一個(gè)新的不可變的字符串。所以對(duì)NSMutableString對(duì)象執(zhí)行copy方法是深拷貝。

由于在NSMutableString中沒有實(shí)現(xiàn)mutableCopyWithZone:方法，所以會(huì)調(diào)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(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的可變字符串。所以對(duì)NSMutableString對(duì)象執(zhí)行mutableCopy方法是深拷貝。

2.集合對(duì)象的copy和mutableCopy

集合對(duì)象指的是NSArray，NSDictionary，NSSet等之類的對(duì)象。下面以NSArray為例看看immutable對(duì)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(jié)果：

0x60400025bed0
0x60400025bed0
0x60400025c2f0

通過打印結(jié)果可以看出來，copyArray的地址和array的地址是一樣的，說明對(duì)array進(jìn)行copy是進(jìn)行淺拷貝。而

mutableCopyArray的地址和array的地址是不一樣的，說明對(duì)array進(jìn)行mutableCopy是進(jìn)行了深拷貝。

再來看mutable對(duì)象執(zhí)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(jié)果：

0x604000447440
0x604000447050
0x604000447080

通過打印結(jié)果可以看出，copyArray和mutableCopyArray的地址都和array的地址不同，這說明對(duì)可變數(shù)組進(jìn)行copy和mutableCopy操作都進(jìn)行了深拷貝。

因此得出結(jié)論：

在集合類對(duì)象中，對(duì)immutable對(duì)象進(jìn)行copy操作是淺拷貝，進(jìn)行mutableCopy操作是深拷貝。對(duì)mutable對(duì)象進(jìn)行copy操作是深拷貝，進(jìn)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(nèi)存地址得到的結(jié)論，下面我們通過源碼來驗(yàn)證一下我們的結(jié)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(dāng)調(diào)用copy方法時(shí)，實(shí)際上是執(zhí)行了這里的copyWithZone:方法，在這個(gè)方法里面并沒有創(chuàng)建新的對(duì)象，而只是持有了舊的對(duì)象，因此，對(duì)于不可變的數(shù)組對(duì)象，執(zhí)行copy操作是淺拷貝。

當(dāng)調(diào)用mutableCopy方法時(shí)，實(shí)際上是執(zhí)行了這里的mutableCopyWithZone:方法，在這個(gè)方法里面，利用原來的數(shù)組對(duì)象，創(chuàng)建了一個(gè)新的可變數(shù)組對(duì)象，因此對(duì)于不可變的數(shù)組對(duì)象，執(zhí)行mutableCopy操作是深拷貝。

在NSArray.m這個(gè)文件的第825行是NSMutableArray的實(shí)現(xiàn)。在第875行找到了copyWithZone:的實(shí)現(xiàn)，沒有找到mutableCopyWithZone:的實(shí)現(xiàn):

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

當(dāng)調(diào)用copy方法時(shí)，實(shí)際是調(diào)用了這里的copyWithZone:方法，在這個(gè)方法的實(shí)現(xiàn)里，是利用原來的可變數(shù)組創(chuàng)建了一個(gè)新的不可變數(shù)組，因此對(duì)可變數(shù)組執(zhí)行copy操作是深拷貝。

當(dāng)調(diào)用mutableCopy時(shí)，由于NSMutableArray本身沒有實(shí)現(xiàn)mutableCopyWithZone:方法，所以會(huì)調(diào)用父類也就是NSArray類的實(shí)現(xiàn)，而通過上面我們也能看到NSArray的實(shí)現(xiàn)：利用原數(shù)組創(chuàng)建了一個(gè)新的可變數(shù)組，因此，對(duì)可變數(shù)組進(jìn)行mutableCopy操作是深拷貝。

回答經(jīng)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(duì)NSString類型的成員變量用copy修飾和用strong修飾的區(qū)別。如果使用了copy修飾符，那么在給成員變量賦值的時(shí)候就會(huì)對(duì)被賦值的對(duì)象進(jìn)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(huì)執(zhí)行copy操作，直接將被賦值的變量賦值給成員變量。

假設(shè)有一個(gè)NSString類型的成員變量string，對(duì)其進(jìn)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(jià)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(qū)別后，我們?cè)賮矸治鰹槭裁匆褂胏opy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(jié)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(dāng)mutableString的值發(fā)生了改變后，string的值也隨之發(fā)生改變，因?yàn)閟elf.string = mutableString;這行代碼實(shí)際上是執(zhí)行了一次指針拷貝。string的值隨mutableString的值的發(fā)生改變這顯然不是我們想要的結(jié)果。

如果成員變量string是用copy修飾，打印結(jié)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?yàn)槭褂胏opy修飾符后，self.string = mutableString;就等價(jià)于self.string = [mutableString copy];，也就是進(jìn)行了一次深拷貝，所以mutableString的值再發(fā)生變化就不會(huì)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?yàn)橛袝r(shí)候賦給該成員變量的值是NSMutableString類型的，這時(shí)候如果修飾符是strong，那成員變量的值就會(huì)隨著被賦值對(duì)象的值的變化而變化。若是用copy修飾，則對(duì)NSMutableString類型的值進(jìn)行了一次深拷貝，成員變量的值就不會(huì)隨著被賦值對(duì)象的值的改變而改變。

總結(jié)

以上就是這篇文章的全部?jī)?nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對(duì)腳本之家的支持。

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