iOS 集合的深复制与浅复制

概念

对象拷贝有两种方式：浅复制和深复制。顾名思义，浅复制，并不拷贝对象本身，仅仅是拷贝指向对象的指针；深复制是直接拷贝整个对象内存到另一块内存中。

一图以蔽之

再简单些说：浅复制就是指针拷贝；深复制就是内容拷贝。

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集合的浅复制(shallow copy)

集合的浅复制有非常多种方法。当你进行浅复制时，会向原始的集合发送retain消息，引用计数加1，同时指针被拷贝到新的集合。

现在让我们看一些浅复制的例子：

1.NSArray*shallowCopyArray=[someArray copyWithZone:nil];
2.
3.NSSet*shallowCopySet=[NSSet mutableCopyWithZone:nil];
4.
5.NSDictionary*shallowCopyDict=[[NSDictionary alloc]initWithDictionary:someDictionary copyItems:NO];
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集合的深复制(deep copy)

集合的深复制有两种方法。可以用initWithArray:copyItems:将第二个参数设置为YES即可深复制，如

1.NSDictionary shallowCopyDict=[[NSDictionary alloc] initWithDictionary:someDictionary copyItems:YES];

如果你用这种方法深复制，集合里的每个对象都会收到copyWithZone:消息。如果集合里的对象遵循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深复制，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-deepcopy)，而非真正的深复制。

第二个方法是将集合进行归档(archive)，然后解档(unarchive)，如：

1.NSArray*trueDeepCopyArray=[NSKeyedUnarchiver unarchiveObjectWithData:[NSKeyedArchiver archivedDataWithRootObject:oldArray]];

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集合的单层深复制(one-level-deep copy)

看到这里，有同学会问：如果在多层数组中，对第一层进行内容拷贝，其它层进行指针拷贝，这种情况是属于深复制，还是浅复制？对此，苹果官网文档有这样一句话描述

This kind of copy is only capable of producing a one-level-deep copy. If you only need a one-level-deep copy...

If you need a true deep copy, such as when you have an array of arrays...

从文中可以看出，苹果认为这种复制不是真正的深复制，而是将其称为单层深复制(one-level-deepcopy)。因此，网上有人对浅复制、深复制、单层深复制做了概念区分。

• 浅复制(shallowcopy)：在浅复制操作时，对于被复制对象的每一层都是指针复制。

• 深复制(one-level-deepcopy)：在深复制操作时，对于被复制对象，至少有一层是深复制。

• 完全复制(real-deepcopy)：在完全复制操作时，对于被复制对象的每一层都是对象复制。

当然，这些都是概念性的东西，没有必要纠结于此。只要知道进行拷贝操作时，被拷贝的是指针还是内容即可。

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系统对象的copy与mutableCopy方法

不管是集合类对象，还是非集合类对象，接收到copy和mutableCopy消息时，都遵循以下准则：

• copy返回imutable对象；所以，如果对copy返回值使用mutable对象接口就会crash；

• mutableCopy返回mutable对象；

下面将针对非集合类对象和集合类对象的copy和mutableCopy方法进行具体的阐述

1、非集合类对象的copy与mutableCopy

系统非集合类对象指的是NSString,NSNumber...之类的对象。下面先看个非集合类immutable对象拷贝的例子

1.NSString*string=@ "origin" ;
2.NSString*stringCopy=[stringcopy];
3.NSMutableString*stringMCopy=[stringmutableCopy];

通过查看内存，可以看到stringCopy和string的地址是一样，进行了指针拷贝；而stringMCopy的地址和string不一样，进行了内容拷贝；

再看mutable对象拷贝例子

1.NSMutableString*string=[NSMutableStringstringWithString:@ "origin" ];
2. //copy
3.NSString*stringCopy=[stringcopy];
4.NSMutableString*mStringCopy=[stringcopy];
5.NSMutableString*stringMCopy=[stringmutableCopy];
6. //changevalue
7.[mStringCopyappendString:@ "mm" ]; //crash
8.[stringappendString:@ "origion!" ];
9.[stringMCopyappendString:@ "!!" ];

运行以上代码，会在第7行crash，原因就是copy返回的对象是immutable对象。注释第7行后再运行，查看内存，发现string、stringCopy、mStringCopy、stringMCopy四个对象的内存地址都不一样，说明此时都是做内容拷贝。

综上两个例子，我们可以得出结论：

在非集合类对象中：对immutable对象进行copy操作，是指针复制，mutableCopy操作时内容复制；对mutable对象进行copy和mutableCopy都是内容复制。用代码简单表示如下：

• [immutableObjectcopy]//浅复制

• [immutableObjectmutableCopy]//深复制

• [mutableObjectcopy]//深复制

• [mutableObjectmutableCopy]//深复制

2、集合类对象的copy与mutableCopy

集合类对象是指NSArray、NSDictionary、NSSet...之类的对象。下面先看集合类immutable对象使用copy和mutableCopy的一个例子：

1.NSArray*array=@[@[@ "a" ,@ "b" ],@[@ "c" ,@ "d" ];
2.NSArray*copyArray=[arraycopy];
3.NSMutableArray*mCopyArray=[arraymutableCopy];

查看内容，可以看到copyArray和array的地址是一样的，而mCopyArray和array的地址是不同的。说明copy操作进行了指针拷贝，mutableCopy进行了内容拷贝。但需要强调的是：此处的内容拷贝，仅仅是拷贝array这个对象，array集合内部的元素仍然是指针拷贝。这和上面的非集合immutable对象的拷贝还是挺相似的，那么mutable对象的拷贝会不会类似呢？我们继续往下，看mutable对象拷贝的例子：

1.NSMutableArray*array=[NSMutableArrayarrayWithObjects:[NSMutableStringstringWithString:@ "a" ],@ "b" ,@ "c" ,nil];
2.NSArray*copyArray=[arraycopy];
3.NSMutableArray*mCopyArray=[arraymutableCopy];

查看内存，如我们所料，copyArray、mCopyArray和array的内存地址都不一样，说明copyArray、mCopyArray都对array进行了内容拷贝。同样，我们可以得出结论：

在集合类对象中，对immutable对象进行copy，是指针复制，mutableCopy是内容复制；对mutable对象进行copy和mutableCopy都是内容复制。但是：集合对象的内容复制仅限于对象本身，对象元素仍然是指针复制。用代码简单表示如下：

• [immutableObjectcopy]//浅复制

• [immutableObjectmutableCopy]//单层深复制

• [mutableObjectcopy]//单层深复制

• [mutableObjectmutableCopy]//单层深复制

这个代码结论和非集合类的非常相似。

这时候，是不是有人要问了，如果要对集合对象复制元素怎么办？有这疑问的同学不妨回头看看集合的深复制。

好了，深复制与浅复制就讲到这里。

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最后说个题外的东西，在搜集资料的过程中，发现一个有可能犯错的点

1.NSString*str=@ "string" ;
2.str=@ "newString" ;

上面这段代码，在执行第二行代码后，内存地址发生了变化。乍一看，有点意外。按照C语言的经验，初始化一个字符串之后，字符串的首地址就被确定下来，不管之后如何修改字符串内容，这个地址都不会改变。但此处第二行并不是对str指向的内存地址重新赋值，因为赋值操作符左边的str是一个指针，也就是说此处修改的是内存地址。

所以第二行应该这样理解：将@"newStirng"当做一个新的对象，将这段对象的内存地址赋值给str。

我有如下的两个方法查看内存地址

• pstr会打印对象本身的内存地址和对象内容

1.(lldb)pstr
2.(NSString*)$0=0x000000010c913680@ "a"

• po&str则打印的是引用对象的指针所在的地址

1.(lldb)po&str
2.0x00007fff532fb6c0