浅复制和深复制剖析

前言

一直没太搞明白浅复制和深复制,项目中也被坑了不少次,借着这次有时间有兴趣,就深入了解一下它的原理,避免以后继续踩坑,大神高抬贵手,勿喷!(希望能对大家有帮助)

非集合类对象复制

NSString,NSArray等在使用@property属性时,经常设置其属性为strong或copy。那这两者有什么区别呢?什么时候该用strong,什么时候该用copy呢?让我们先来看个例子。

我们定义一个类,并为其声明两个字符串属性,如下所示:

@interface TestStringClass ()

@property (nonatomic, strong) NSString *strongString;
@property (nonatomic, copy) NSString *copyedString;

@end

用一个不可变字符串来为这两个属性赋值:

- (void)test
{
    NSString *string = [NSString stringWithFormat:@"abc"];
    self.strongString = string;
    self.copyedString = string;

    NSLog(@"origin string: %@, %p", string, string);
    NSLog(@"strong string: %@, %p", self.strongString, self.strongString);
    NSLog(@"copy string: %@, %p", self.copyedString, self.copyedString);
}

输出结果:

origin string: abc, 0xa000000006362613
strong string: abc, 0xa000000006362613
copy string: abc, 0xa000000006362613

这种情况下,不管是strong还是copy属性的对象,其指向的地址都是同一个,即为string指向的地址,是浅拷贝了string字符串。如果我们换作MRC环境,打印string的引用计数的话,会看到其引用计数值是3,即strong操作和copy操作都使原字符串对象的引用计数值加了1。

接下来,我们把string由不可变改为可变对象:

NSMutableString *string = [NSMutableString stringWithFormat:@"abc"];

输出结果:

origin string: abc, 0x7fe733731950
strong string: abc, 0x7fe733731950
copy string: abc, 0xa000000006362613

可以发现,此时copy属性字符串已不再指向string字符串对象,而是深拷贝了string字符串,并让_copyedString对象指向这个字符串。在MRC环境下,打印两者的引用计数,可以看到string对象的引用计数是2,而_copyedString对象的引用计数是1。

我们修改string字符串,如下:

- (void)test
{
    NSMutableString *string = [NSMutableString stringWithFormat:@"abc"];
    self.strongString = string;
    self.copyedString = string;
    [string appendString:@"123"];

    NSLog(@"origin string: %@, %p", string, string);
    NSLog(@"strong string: %@, %p", self.strongString, self.strongString);
    NSLog(@"copy string: %@, %p", self.copyedString, self.copyedString);
}

输出结果:

origin string: abc123, 0x7fe22341b570
strong string: abc123, 0x7fe22341b570
copy string: abc, 0xa000000006362613

结论

我们如果去修改string字符串的话,可以看到:因为_strongString与string是指向同一对象,所以_strongString的值也会跟随着改变(需要注意的是,此时_strongString的类型实际上是NSMutableString,而不是NSString);而_copyedString是指向另一个对象的,所以并不会改变。

本来说到这里大家也估计都明白了,也该结束了,但是我发现一个问题,使用self.strongString,结果如上,若使用_strongString,则情况又不一样了。

为此,我们作如下验证:

- (void)test
{
    NSString *string = [NSString stringWithFormat:@"abc"];
    _strongString = string;
    _copyedString = string;
    
    NSLog(@"origin string: %@, %p", string, string);
    NSLog(@"strong string: %@, %p", _strongString, _strongString);
    NSLog(@"copy string: %@, %p", _copyedString, _copyedString);
}

输出结果:

origin string: abc, 0xa000000006362613
strong string: abc, 0xa000000006362613
copy string: abc, 0xa000000006362613

把string由不可变改为可变对象:

NSMutableString *string = [NSMutableString stringWithFormat:@"abc"];

输出结果:

origin string: abc, 0x7fbd41c46510
strong string: abc, 0x7fbd41c46510
copy string: abc, 0x7fbd41c46510

修改string字符串,如下:

[string appendString:@"123"];

输出结果:

origin string: abc123, 0x7ffd13c8ef30
strong string: abc123, 0x7ffd13c8ef30
copy string: abc123, 0x7ffd13c8ef30

通过log日志,我们得出结论,如果不使用self.而使用_的方式,不论属性是strong还是copy,其指向的地址都是同一个,即为string指向的地址,当string为可变字符串时,我们如果去修改string字符串的话,strongString和copyedString的值都会跟随着改变

结论

当对象是可变对象,使用self.是深复制,使用_是浅复制.

集合类对象复制

接下来我们看一下集合类对象复制,我们程序员用代码说话,代码告诉我们真相。

先定义一个类User,如下:

h文件

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface User : NSObject <NSCopying>

@property (nonatomic, copy) NSString *name;

@property (nonatomic, copy) NSString *email;

- (instancetype)initWithName:(NSString *)name email:(NSString *)email;

@end

m文件

#import "User.h"

@implementation User

- (instancetype)initWithName:(NSString *)name email:(NSString *)email
{
    self = [super init];
    if (self) {
        _name = name;
        _email = email;
    }
    return self;
}

- (instancetype)copyWithZone:(NSZone *)zone
{
    User *user = [[User allocWithZone:zone] init];
    user.name = self.name;
    user.email = self.email;
    return user;
}

- (NSString *)description
{
    return [NSString stringWithFormat:@"name: %@,  email: %@", self.name, self.email];
}

@end

接下来使用User这个类

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.

    User *user1 = [[User alloc] initWithName:@"zhangsan" email:@"zhs@163.com"];
    User *user2 = [[User alloc] initWithName:@"lisi" email:@"ls@163.com"];
    
    NSArray *arr1 = @[user1, user2];
    NSArray *arr2 = [arr1 copy];
    NSArray *arr3 = [[NSArray alloc] initWithArray:arr1];
    NSArray *arr4 = [[NSArray alloc] initWithArray:arr1 copyItems:YES];
    
    for (int i = 0; i < arr1.count; i++) {
        if (i == 0) {
            User *user = arr1[i];
            user.name = @"wangwu";
            user.email = @"ww@163.com";
        }
    }
    
    NSLog(@"arr1: %@,\narr2: %@,\narr3: %@,\narr4: %@", arr1, arr2, arr3, arr4);
}

输出结果

arr1: (
    "name: wangwu,  email: ww@163.com",
    "name: lisi,  email: ls@163.com"
),
arr2: (
    "name: wangwu,  email: ww@163.com",
    "name: lisi,  email: ls@163.com"
),
arr3: (
    "name: wangwu,  email: ww@163.com",
    "name: lisi,  email: ls@163.com"
),
arr4: (
    "name: zhangsan,  email: zhs@163.com",
    "name: lisi,  email: ls@163.com"
)

我们看到,arr1中的某个对象改变了,arr2和arr3中的对象都改变了,只有arr4中的对象没有改变。所以,对于集合类复制只有使用了initWithArray:copyItems:将第二个参数设置为YES才是深复制,其余的都是浅复制。如果你用这种方法深复制,集合里的每个对象(User)都会收到copyWithZone:消息,如果集合里的对象(User)遵循 NSCopying 协议,那么对象就会被深复制到新的集合。如果对象没有遵循 NSCopying 协议,而尝试用这种方法进行复制,会在运行时出错。copyWithZone: 这种拷贝方式只能够提供一层内存拷贝(one-level-deep copy),而非真正的深复制。

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