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iOS开发之深复制和浅复制

feng_blog
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发布于 2016/02/24 10:40
字数 1850
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1、概述

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。

如下图:

再简单些说:浅复制就是指针拷贝;深复制就是内容拷贝。

 

2、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。

现在让我们看三个浅复制的例子:

 

 

NSArray *shallowCopyArray = [someArray copyWithZone:nil];
NSSet *shallowCopySet = [NSSet mutableCopyWithZone:nil];
NSDictionary *shallowCopyDict =
[[NSDictionary alloc] initWithDictionary:someDictionary copyItems:NO];

 

2、集合的深复制 (deep copy)

集合的深复制有两种方法。

方法一:

可以用 initWithArray:copyItems: 将第二个参数设置为YES即可深复制,如

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-deep copy),而非真正的深复制。

 

方法二:

将集合进行归档(archive),然后解档(unarchive),如:

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

 

3、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-deep copy)。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(shallow copy)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-deep copy)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-deep copy)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。

 

4、系统对象的copymutableCopy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(不可变对象);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copymutableCopy

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

NSString *string = @"origin";
NSString *stringCopy = [string copy];
NSMutableString *stringMCopy = [string mutableCopy];

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:

NSMutableString *string = [NSMutableString stringWithString: @"origin"];
//copy
NSString *stringCopy = [string copy];
NSMutableString *mStringCopy = [string copy];
NSMutableString *stringMCopy = [string mutableCopy];
//change value
[mStringCopy appendString:@"mm"]; //crash
[string appendString:@" origion!"];
[stringMCopy appendString:@"!!"];

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copymutableCopy都是内容复制。

用代码简单表示如下:

[immutableObject copy] // 浅复制
[immutableObject mutableCopy] //深复制
[mutableObject copy] //深复制
[mutableObject mutableCopy] //深复制

 

2)集合类对象的copymutableCopy

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:

NSArray *array = @[@[@"a", @"b"], @[@"c", @"d"];
NSArray *copyArray = [array copy];
NSMutableArray *mCopyArray = [array mutableCopy];

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:

 

NSMutableArray *array =
[NSMutableArray arrayWithObjects:[NSMutableString stringWithString:@"a"],@"b",@"c",nil];
NSArray *copyArray = [array copy];
NSMutableArray *mCopyArray = [array mutableCopy];

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copymutableCopy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:

[immutableObject copy] // 浅复制
[immutableObject mutableCopy] //单层深复制
[mutableObject copy] //单层深复制
[mutableObject mutableCopy] //单层深复制

这个代码结论和非集合类的非常相似。

 

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:

NSString *str = @"string";
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。

 

如下的两个方法查看内存地址

方法一:p str (会打印对象本身的内存地址和对象内容)

(lldb) p str
(NSString *) $0 = 0x000000010c913680 @"a"

 

方法二:po &str (打印的是引用对象的指针所在的地址)

(lldb) po &str
0x00007fff532fb6c0

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评论(2)

无锡首席大都督程序员
其实应该是说,对于复杂结构,任何语言都不知道如何做deep copy,所以,对于复杂结构,默认只能做浅复制,另外提供深复制的接口,业务代码实现
notreami
notreami
在想一个问题,一门已经决定被淘汰的语言,继续研究的意义是什么?
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