iOS 集合的深複製與淺複製

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概念

對象拷貝有兩種方式：淺複製和深複製。顧名思義，淺複製，並不拷貝對象本身，僅僅是拷貝指向對象的指標；深複製是直接拷貝整個對象記憶體到另一塊記憶體中。

一圖以蔽之

再簡單些說：淺複製就是指標拷貝；深複製就是內容拷貝。

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集合的淺複製(shallow copy)

集合的淺複製有非常多種方法。當你進行淺複製時，會向原始的集合發送retain訊息，引用計數加1，同時指標被拷貝到新的集合。

現在讓我們看一些淺複製的例子：

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1.NSArray*shallowCopyArray=[someArray copyWithZone:nil];2.3.NSSet*shallowCopySet=[NSSet mutableCopyWithZone:nil];4.5.NSDictionary*shallowCopyDict=[[NSDictionary alloc]initWithDictionary:someDictionary copyItems:NO];________________________________________

集合的深複製(deep copy)

集合的深複製有兩種方法。可以用initWithArray:copyItems:將第二個參數設定為YES即可深複製，如

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

如果你用這種方法深複製，集合裡的每個對象都會收到copyWithZone:訊息。如果集合裡的對象遵循NSCopying協議，那麼對象就會被深複製到新的集合。如果對象沒有遵循NSCopying協議，而嘗試用這種方法進行深複製，會在運行時出錯。copyWithZone:這種拷貝方式只能夠提供一層記憶體拷貝(one-level-deepcopy)，而非真正的深複製。

第二個方法是將集合進行歸檔(archive)，然後解檔(unarchive)，如：

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

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集合的單層深複製(one-level-deep copy)

看到這裡，有同學會問：如果在多層數組中，對第一層進行內容拷貝，其它層進行指標拷貝，這種情況是屬於深複製，還是淺複製？對此，蘋果官網文檔有這樣一句話描述

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...

從文中可以看出，蘋果認為這種複製不是真正的深複製，而是將其稱為單層深複製(one-level-deepcopy)。因此，網上有人對淺複製、深複製、單層深複製做了概念區分。

• 淺複製(shallowcopy)：在淺複製操作時，對於被複製對象的每一層都是指標複製。

• 深複製(one-level-deepcopy)：在深複製操作時，對於被複製對象，至少有一層是深複製。

• 完全複製(real-deepcopy)：在完全複製操作時，對於被複製對象的每一層都是對象複製。

當然，這些都是概念性的東西，沒有必要糾結於此。只要知道進行拷貝操作時，被拷貝的是指標還是內容即可。

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系統對象的copy與mutableCopy方法

不管是集合類對象，還是非集合類對象，接收到copy和mutableCopy訊息時，都遵循以下準則：

• copy返回imutable對象；所以，如果對copy傳回值使用mutable對象介面就會crash；

• mutableCopy返回mutable對象；

下面將針對非集合類對象和集合類對象的copy和mutableCopy方法進行具體的闡述

1、非集合類對象的copy與mutableCopy

系統非集合類對象指的是NSString,NSNumber...之類的對象。下面先看個非集合類immutable對象拷貝的例子

123	1.NSString*[email protected]"origin";2.NSString*stringCopy=[stringcopy];3.NSMutableString*stringMCopy=[stringmutableCopy];

通過查看記憶體，可以看到stringCopy和string的地址是一樣，進行了指標拷貝；而stringMCopy的地址和string不一樣，進行了內容拷貝；

再看mutable對象拷貝例子

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1.NSMutableString*string=[NSMutableStringstringWithString:@"origin"];2.//copy3.NSString*stringCopy=[stringcopy];4.NSMutableString*mStringCopy=[stringcopy];5.NSMutableString*stringMCopy=[stringmutableCopy];6.//changevalue7.[mStringCopyappendString:@"mm"];//crash8.[stringappendString:@"origion!"];9.[stringMCopyappendString:@"!!"];

運行以上代碼，會在第7行crash，原因就是copy返回的對象是immutable對象。注釋第7行後再運行，查看記憶體，發現string、stringCopy、mStringCopy、stringMCopy四個對象的記憶體位址都不一樣，說明此時都是做內容拷貝。

綜上兩個例子，我們可以得出結論：

在非集合類對象中：對immutable對象進行copy操作，是指標複製，mutableCopy操作時內容複寫；對mutable對象進行copy和mutableCopy都是內容複寫。用代碼簡單表示如下：

• [immutableObjectcopy]//淺複製

• [immutableObjectmutableCopy]//深複製

• [mutableObjectcopy]//深複製

• [mutableObjectmutableCopy]//深複製

2、集合類對象的copy與mutableCopy

集合類對象是指NSArray、NSDictionary、NSSet...之類的對象。下面先看集合類immutable對象使用copy和mutableCopy的一個例子：

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

查看內容，可以看到copyArray和array的地址是一樣的，而mCopyArray和array的地址是不同的。說明copy操作進行了指標拷貝，mutableCopy進行了內容拷貝。但需要強調的是：此處的內容拷貝，僅僅是拷貝array這個對象，array集合內部的元素仍然是指標拷貝。這和上面的非集合immutable對象的拷貝還是挺相似的，那麼mutable對象的拷貝會不會類似呢？我們繼續往下，看mutable對象拷貝的例子：

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

查看記憶體，如我們所料，copyArray、mCopyArray和array的記憶體位址都不一樣，說明copyArray、mCopyArray都對array進行了內容拷貝。同樣，我們可以得出結論：

在集合類對象中，對immutable對象進行copy，是指標複製，mutableCopy是內容複寫；對mutable對象進行copy和mutableCopy都是內容複寫。但是：集合對象的內容複寫僅限於對象本身，對象元素仍然是指標複製。用代碼簡單表示如下：

• [immutableObjectcopy]//淺複製

• [immutableObjectmutableCopy]//單層深複製

• [mutableObjectcopy]//單層深複製

• [mutableObjectmutableCopy]//單層深複製

這個代碼結論和非集合類的非常相似。

這時候，是不是有人要問了，如果要對集合對象複製元素怎麼辦？有這疑問的同學不妨回頭看看集合的深複製。

好了，深複製與淺複製就講到這裡。

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最後說個題外的東西，在搜集資料的過程中，發現一個有可能犯錯的點

12	1.NSString*[email protected]"string";[email protected]"newString";

上面這段代碼，在執行第二行代碼後，記憶體位址發生了變化。乍一看，有點意外。按照C語言的經驗，初始化一個字串之後，字串的首地址就被確定下來，不管之後如何修改字串內容，這個地址都不會改變。但此處第二行並不是對str指向的記憶體位址重新賦值，因為賦值操作符左邊的str是一個指標，也就是說此處修改的是記憶體位址。

所以第二行應該這樣理解：將@"newStirng"當做一個新的對象，將這段對象的記憶體位址賦值給str。

我有如下的兩個方法查看記憶體位址

• pstr會列印對象本身的記憶體位址和對象內容

12	1.(lldb)pstr2.(NSString*)[email protected]"a"

• po&str則列印的是引用對象的指標所在的地址

12	1.(lldb)po&str2.0x00007fff532fb6c0

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