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浅复制和深复制剖析

浅复制和深复制剖析

作者: 李华光 | 来源:发表于2017-01-12 15:35 被阅读0次

    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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