iOS底层原理之`OC语法`(深拷贝和浅拷贝)

文章目录

1.深拷贝和浅拷贝概念
2.copy和mutableCopy
3.OC中的非集合类对象和集合类对象的深浅拷贝
4.property中copy关键字
5.自定义对象使用copy和mutableCopy。

1.深拷贝和浅拷贝概念

深拷贝和浅拷贝

由上面的图我们可以明确地看出：
1. 浅拷贝(Shallow copy):是指针复制，它们指向共同的内存地址,没有开辟新的空间，当内存销毁的时候，指向这片内存的几个指针需要重新定义才可以使用，要不然会成为野指针。相当于对象做一次retain操作，引用计数加1。
2. 深拷贝（Deep copy）:是指内容拷贝，拷贝后的对象会分配新的内存空间，两个对象虽然存的值是相同的，但是内存地址不一样，两个对象也互不影响，互不干涉。源对象的引用计数不变，副本对象的引用计数为1。
3.区别总结：浅拷贝就是指针拷贝,深拷贝就是内容拷贝;质区别在于是否开启新的内存空间、是否影响内存地址的引用计数。

2.copy和mutableCopy

copy拷贝出来的对象类型总是不可变类型,
mutableCopy拷贝出来的对象类型总是可变类型（下面示1例可以证明）。

3.OC中的非集合类对象和集合类对象的深浅拷贝

一. 非集合类对象:NSString，NSMutableString，NSData，NSNumber
非集合对象的copy与mutableCopy
示例1：

        NSString *str1 = @"字符串1";
        NSString *str2 = [str1 copy];
        NSMutableString *str3 = [str1 mutableCopy];
        
        NSMutableString * str4 = [NSMutableString stringWithString:@"字符串2"];
        NSString * str5 = [str4 copy];
        NSMutableString *str6 = [str4 mutableCopy];

打断点lldb调试：
非集合对象的copy与mutableCopy.png

在此解释一下在runtime下NSString的“真身”是__NSCFConstantString 而NSMutableString的“真身”是__NSCFString，然后我们就能很清楚的看到，只要是copy得到的值就是不可变类型，而mutablecopy得到的是可变类型。但是str5 的类型显示是__NSCFString类型，应该是__NSCFConstantString类型才对啊，这里是为什么呢？个人猜测是子类指针指向父类（继承多太的一种体现），其本质还是父类，调NSMutableString的特有方法如运行 [str5 appendFormat:@"sss"]的时候会crash，原因就是str5本质是NSString类型不能调用子类NSMutableString特有的方法。
结果分析：
1.对不可变非集合对象进行 copy ，属于浅拷贝，不产生新的对象。
2.对不可变非集合对象进行 mutableCopy ，属于深拷贝，产生新的可变对象。
3.对可变非集合对象进行 copy，属于深拷贝，产生新的不可变对象。
4.对可变非集合对象进行mutableCopy，属于深拷贝，产生新的可变对象。
说明：上面所说的对象其实不大合适，对象本质就是指针，上面所说的对象其实是指分配的内存，便于理解。
二.集合类对象:NSArray，NSMutableArray,NSDictionary,NSSet...
集合对象的copy与mutableCopy
示例2：

        NSArray * arr1 = [NSArray arrayWithObjects:@1,@2,@3,nil];
        NSArray * arr2 = [arr1 copy];
        NSMutableArray * arr3 = [arr1 mutableCopy];
        
        NSMutableArray * arr4 = [NSMutableArray arrayWithObjects:@4,@5,@6,nil];
        NSArray * arr5 = arr4.copy;
        NSMutableArray * arr6 = arr4.mutableCopy;

打断点lldb调试：
集合对象的copy与mutableCopy.png

结果分析：
1.对不可变集合对象进行 copy ，属于浅拷贝，不产生新的对象。
2.对不可变集合对象进行 mutableCopy ，属于单层深拷贝，产生新的可变对象。
3.对可变集合对象进行 copy，属于单层深拷贝，产生新的不可变对象。
4.对可变集合对象进行mutableCopy，属于单层深拷贝，产生新的可变对象。
单层深拷贝:是指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，列如上面的arr3是[arr1 mutableCopy]产生的,产生的arr3是可变的数组，arr3里面的NSNumber元素只是指针复制并没有进行深复制。
不管是集合对象还是非集合对象都遵从以下规律：

源对象类型	拷贝方式	目标对象类型	是否开辟新内存	拷贝类型
不可变对象	copy	不可变对象	否	浅拷贝(指针拷贝)
不可变对象	mutableCopy	可变对象	是	深拷贝(内容拷贝)
可变对象	copy	不可变对象	是	深拷贝(内容拷贝)
可变对象	mutableCopy	可变对象	是	深拷贝(内容拷贝)

4.property中copy关键字

当我们使用一个copy关键字声明一个对象的时候，调用 setter 方法的时候，copy关键字会为对象自动copy一个副本。
示例3:

@property (nonatomic, copy) NSArray *array;

- (void)setArray:(NSArray *)array {
_array = [array copy];  
}

此时不管传进来的array是NSArray还是NSMutableArray类型都会产生一个array copy 了一个副本，是不可变的。

如果我们直接用strong关键字的话，又是怎样的呢？
示例4:

@property (nonatomic, strong) NSArray *array;

- (void)setArray:(NSArray *)array {
_array = array;  
}

如果此时传入的array是一个NSMutableArray的话，self.array可能会在不知情的情况下被修改。

为什么用@property声明的NSString（或NSArray，NSDictionary）等不可变属性经常使用copy关键字？使用strong关键字，会有什么问题？
示例5:

@interface Person : NSObject
@property(nonatomic ,strong) NSString * name;
@property(nonatomic ,copy) NSString * age;
@end

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        Person * p = [[Person alloc]init];
        NSMutableString * name = [NSMutableString stringWithFormat:@"马云爸爸"];
        p.name = name;
        NSLog(@"name修改前:%@", p.name);
        [name appendString:@"和马化腾岳父谁厉害?"];
        NSLog(@"name修改后:%@", p.name);
        
        NSMutableString * age = [NSMutableString stringWithFormat:@"马云爸爸50岁"];
        p.age = age;
        NSLog(@"age修改前:%@", p.age);
        [age appendString:@"马化腾岳父45岁"];
        NSLog(@"age修改后:%@", p.age);
    }
    return 0;
}

打印结果
property中copy关键字.png
结果分析：Person的name属性用了strong修饰，当传进来的NSMutableString类型的name变量值改变后Person的name属性值也发生了改变（父类指针指向子类，多态），而我们并没有对Person的name属性直接操作，这样是不合理的；而Person的age属性用了copy修饰，不管传进来的变量是不是可变的字符串，都只会拷贝一份指针而指向该块内存，当可变的字符串age值发生改变时（内存发生了改变），属性age还是指向该块内存，不会改变。

如果用copy修饰可变对象会产生什么后果？
假如我们用copy关键字来声明一个NSMutableString对象。
示例6:

@interface Person : NSObject
@property(nonatomic ,copy) NSMutableString * name;
@end

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        Person * p = [[Person alloc]init];
        NSMutableString * name = [NSMutableString stringWithFormat:@"马云爸爸"];
        p.name = name;
        [p.name appendString:@"和马化腾岳父谁厉害?"];
    }
    return 0;
}

copy修饰可变对象.png
crash原因是：尝试使用appendString改变不可变对象。

5.自定义对象使用copy和mutableCopy。

如果想自定义对象使用copy和mutableCopy，只需要分别遵守NSCopying,NSMutableCopying协议,然后实现- (id)copyWithZone:(nullable NSZone *)zone;和- (id)mutableCopyWithZone:(nullable NSZone *)zone;方法。
示例7：

#import <Foundation/Foundation.h>
@interface Person : NSObject<NSCopying,NSMutableCopying>
@property(nonatomic ,copy) NSString * name;
@property(nonatomic ,copy) NSString * age;
@end

#import "Person.h"
@implementation Person
-(id)copyWithZone:(NSZone *)zone{
    Person * p = self;
    return p;
}
-(id)mutableCopyWithZone:(NSZone *)zone{
    Person * p = [[Person allocWithZone:zone] init];
    p.name = self.name;
    p.age = self.age;
    return p;
}

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        Person * p1 = [[Person alloc]init];
        p1.name = @"马云";
        p1.age = @"55";
        Person * p2 = [p1 copy];
        Person * p3 = [p1 mutableCopy];
    }
    return 0;
}

自定义对象使用copy和mutableCopy.png