第6章　Objective-C进阶

6.1　对象复制

6.1.1　浅复制与深复制

1．浅复制与深复制的简介

在Objective-C中，基本数据类型（例如int、float、BOOL等）的复制比较简单，都是会在内存中对需要赋值的变量创建一个副本，而对象的复制有两种形式：浅复制与深复制。

• 浅复制：将原始对象的指针值复制到副本中，即指针复制，原始对象和副本共享引用的数据，相当于创建了一个文件的快捷方式。
• 深复制：复制原始对象指针所引用的数据，并将其赋给副本对象，即内容复制，相当于创建了一份新的文件。

当为一个类的属性添加copy关键字时，那么对这个属性赋值时（即调用setter方法），就会执行深复制操作，同时还需要该类遵守NSCopying协议。当把属性关键字改为strong或者weak时，那么对这个属性赋值时，就会执行浅复制（只复制指针地址）。

2．示例代码

下方的示例代码中，通过修改一个属性的关键字copy/strong来学习一下有关对象复制的两种方式。

• 新增一个ClassA类，添加一个NSString类型的name属性，并添加copy关键字。另外，NSString类已经遵守了NSCopying协议。

• 在main.m文件中添加如下代码，在代码中首先创建了一个字符串对象string以及一个ClassA类的对象classA，并且把该字符串对象赋值给classA对象的name属性，然后对string对象的值进行修改，最后打印两个字符串对象存储的内存地址。

• 运行结果如图6-1所示，可以看到两个字符串存储的内存地址不同，当修改其中一个字符串时，另外一个字符串是不会发生改变的。

• 接下来，修改属性关键字为strong，如下所示：

• 再次运行后，运行结果如图6-2所示。可以看到两个字符串指针指向同一个内存地址。

6.1.2　可变对象复制与不可变对象复制

在Foundation框架中，常用的几个类，如NSString、NSArray以及NSDictionary都有其对应的可变子类。当对不同类的对象进行复制时，系统会采用不同的复制方式，有的采用浅复制，有的采用深复制，因此有必要提前了解对不同类型的对象进行复制时，是指针复制还是值复制。

1．复制操作（copy与mutableCopy方法）

在NSObject类中提供了两种复制的实例方法，copy和mutableCopy。

• 当对象调用copy方法时，会返回NSCopying协议中的copyWithZone:方法的返回结果，前提是对象在定义中遵守了NSCopying协议。

• 当对象调用mutableCopy方法时，会返回NSCopying协议中mutableCopyWithZone:方法的返回结果，前提是对象在定义中遵守了NSCopying协议。

当对不同类型的对象分别使用copy和mutableCopy方法进行复制时，可能对应不同的复制类型（深复制或浅复制），这取决于类中copyWithZone:以及mutableCopyWithZone:方法的实现逻辑。

2．可变类与不可变类以及容器类与非容器类

在Foundation框架中，常用的几个不可变的类，如NSString、NSArray，NSDictionary都有对应的可变子类（NSMutableString、NSMutableArray、NSMutableDictionary）。不可变的类实例化后的对象，分配的内存空间不能再变化，而可变类实例化后的对象，分配的内存可以动态变化。因此，可以修改一个可变字符串的内容，或者在一个可变数组中新增／删除其中的对象。

容器类就是该类的对象可以用来容纳其他对象，最典型的是数组NSArray以及NSMutableArray。非容器类的对象不能够容纳其他对象，例如，字符串。

可变类／不可变类与容器类／非容器类进行分类组合就构成了四种情况：容器类不可变对象，容器类可变对象，非容器类不可变对象以及非容器类可变对象。这四种组合进行复制时，得到的复制对象会有所区别，需要程序员注意。

3．NSString对象复制

NSString对象的复制属于非容器类不可变对象的复制。通过下方的示例代码验证后，可以得到如下结论：NSString类使用copy为浅复制（指针复制），使用mutableCopy为深复制。

运行结果如图6-3所示。

4．NSMutableString对象复制

NSMutableString对象的复制属于非容器类且可变对象的复制。通过下方的示例代码验证后，可以得到如下结论：NSMutableString类使用copy或者mutableCopy均为深复制。

运行结果如图6-4所示。

5．NSArray对象的复制

NSArray对象的复制属于容器类且不可变对象的复制，通过下方的示例代码验证后，可以得到如下结论：NSArray类使用copy为浅复制，使用mutableCopy为深复制，另外，不论使用copy还是mutableCopy，容器内的对象都是浅复制。

运行结果如图6-5所示。

6．NSMutableArray对象复制

NSMutableArray对象复制属于容器类且可变对象的复制，通过下方的示例代码验证后，可以得到如下结论：NSMutableArray类不论使用copy还是mutableCopy都为深复制，容器内的对象都是浅复制。

运行结果如图6-6所示。

7．NSDictionary对象复制

NSDictionary对象的复制属于容器类且不可变对象的复制，通过下方的示例代码验证后，可以得到如下结论：NSDictionary类使用copy为浅复制，使用mutableCopy为深复制，容器内的对象都是浅复制。

运行结果如图6-7所示。

8．NSMutableDictionary对象复制

NSMutableDictionary对象复制属于容器类且可变对象的复制，通过下方的示例代码验证后，可以得到如下结论：NSMutableDictionary类不论使用copy还是mutableCopy均为深复制，容器内的对象都是浅复制。

运行结果如图6-8所示。

6.1.3　自定义对象复制

在实际开发中，对于一些自定义的对象，有时也希望对其进行复制。对于自定义对象的复制，首先要保证在类的定义中遵守NSCopying协议，然后实现copyWithZone:方法，对于自定义对象的复制特性（浅复制或深复制），都取决于copyWithZone:方法中的实现情况，对于类中定义的属性也需要综合考虑其定义中有关内存管理的特性（strong/weak/copy/assign）。

1．类的定义与复制

首先自定义ClassA类以及ClassB类，并在ClassB类中，添加4个属性，这4个属性分别使用了copy、strong、weak和assign关键字，如下所示。

为了实现对该类对象的复制，要求ClassB类遵守NSCopying协议，同时在类的.m文件中实现copyWithZone:方法，在该方法中的实现逻辑决定了当调用copy方法时，对该类对象进行复制所采取的方式（深复制或者浅复制）。

2．浅复制该类的对象

当仅仅需要对该对象进行浅复制时，可以在copyWithZone:方法中，直接返回要复制的对象即可。

• 在ClassB.m文件中，实现copyWithZone:方法。

3．深复制该类的对象

当需要对自定义对象深复制时，需要在copyWithZone:方法中调用alloc以及init方法，重新开辟一块新的内存空间。另外，对于属性的复制过程中，也需要考虑到属性自身的特性，例如：有copy特性的属性需要重新生成新的副本，strong以及weak只需要做指针赋值即可。

• 在ClassB.m文件中，实现copyWithZone:方法。

4．深复制与浅复制代码验证

在main.m文件中，添加一个函数，用来复制ClassB的对象，代码如下所示。

当ClassB中的copyWithZone:方法中采用浅复制时，运行结果如图6-9所示。复制后得到的副本指向同一内存地址，即进行了指针复制，内容还是原来的内容。

当ClassB中的copyWithZone:方法中采用深复制时，运行结果如图6-10所示。可以看到复制得到的对象与原对象的地址不同，同时属性中包含copy关键字的属性在复制过程中也进行了深复制，而strong/weak特性的属性仅仅做了指针复制。