IOS開發之深拷貝與淺拷貝(mutableCopy與Copy)詳解

閱讀本文之前首先了解copy與retain的區別,如果有不正確的地方望大家多多指教:

copy與retain的區別:

copy是創建一個新對象,retain是創建一個指針,引用對象計數加1Copy屬性表示兩個對象內容相同,新的對象retain爲1 ,與舊有對象的引用計數無關,舊有對象沒有變化。copy減少對象對上下文的依賴。

       retain屬性表示兩個對象地址相同(建立一個指針,指針拷貝),內容當然相同,這個對象的retain值+1也就是說,retain 是指針拷貝,copy 是內容拷貝。

 

當然在ios中並不是所有的對象都支持copy,mutableCopy,遵守NSCopying 協議的類可以發送copy消息,遵守NSMutableCopying 協議的類纔可以發送mutableCopy消息。假如發送了一個沒有遵守上訴兩協議而發送 copy或者 mutableCopy,那麼就會發生異常。但是默認的ios類並沒有遵守這兩個協議。如果想自定義一下copy 那麼就必須遵守NSCopying,並且實現 copyWithZone: 方法,如果想自定義一下mutableCopy 那麼就必須遵守NSMutableCopying,並且實現 mutableCopyWithZone: 方法。


首先我們需要有這樣的一個前提:
  [array addObject:obj];
  這樣obj的引用計數會增加1,如果使用remove則obj的引用計數會減一。
  ios對集合的內存處理就是這樣的。
  那麼,假設obj只被array擁有:
  id temp = [array objectAtIndex:0];
  [array removeObjectAtIndex:0];
  如果你再要使用temp就會出錯,因爲這個時候obj已經被釋放了。
  (提醒一下,如果用NSString做測試,要注意@“abc”是常量 :-)  )
  由於在程序中經常會遇到集合類的傳值,所以,簡單的retain未必夠用,需要對集合內容的拷貝,也就是深拷貝。
  下面我們就來探討一下。
  Ios提供了copy和mutablecopy方法,顧名思義,copy就是複製了一個imutable的對象,而mutablecopy就是複製了一個mutable的對象。以下將舉幾個例子來說明。
  1.     系統的非容器類對象
  這裏指的是NSString,NSNumber等等一類的對象。
  NSString *string = @"origion";
  NSString *stringCopy = [string copy];
  NSMutableString *stringMCopy = [string mutableCopy];
  [stringMCopy appendString:@"!!"];
  查看內存可以發現,string和stringCopy指向的是同一塊內存區域(又叫apple弱引用weak reference),此時stringCopy的引用計數和string的一樣都爲2。而stringMCopy則是我們所說的真正意義上的複製,系統爲其分配了新內存,但指針所指向的字符串還是和string所指的一樣。
  再看下面的例子: 
    NSMutableString *string = [NSMutableString stringWithString: @"origion"];
    NSString *stringCopy = [string copy];
    NSMutableString *mStringCopy = [string copy];
    NSMutableString *stringMCopy = [string mutableCopy];
    [mStringCopy appendString:@"mm"];//error
    [string appendString:@" origion!"];
    [stringMCopy appendString:@"!!"];
以上四個NSString對象所分配的內存都是不一樣的。但是對於mStringCopy其實是個imutable對象,所以上述會報錯。
對於系統的非容器類對象,我們可以認爲,如果對一不可變對象複製,copy是指針複製(淺拷貝)和mutableCopy就是對象複製(深拷貝)。如果是對可變對象複製,都是深拷貝,但是copy返回的對象是不可變的。
2.     系統的容器類對象 
指NSArray,NSDictionary等。對於容器類本身,上面討論的結論也是適用的,需要探討的是複製後容器內對象的變化。
    //copy返回不可變對象,mutablecopy返回可變對象
    NSArray *array1 = [NSArray arrayWithObjects:@"a",@"b",@"c",nil];
    NSArray *arrayCopy1 = [array1 copy];
    //arrayCopy1是和array同一個NSArray對象(指向相同的對象),包括array裏面的元素也是指向相同的指針
    NSLog(@"array1 retain count: %d",[array1 retainCount]);
    NSLog(@"array1 retain count: %d",[arrayCopy1 retainCount]);
    NSMutableArray *mArrayCopy1 = [array1 mutableCopy];
    //mArrayCopy1是array1的可變副本,指向的對象和array1不同,但是其中的元素和array1中的元素指向的是同一個對象。mArrayCopy1還可以修改自己的對象
    [mArrayCopy1 addObject:@"de"];
[mArrayCopy1 removeObjectAtIndex:0];
array1和arrayCopy1是指針複製,而mArrayCopy1是對象複製,mArrayCopy1還可以改變期內的元素:刪除或添加。但是注意的是,容器內的元素內容都是指針複製。
下面用另一個例子來測試一下。
    NSArray *mArray1 = [NSArray arrayWithObjects:[NSMutableString stringWithString:@"a"],@"b",@"c",nil];
    NSArray *mArrayCopy2 = [mArray1 copy];
    NSLog(@"mArray1 retain count: %d",[mArray1 retainCount]);
    NSMutableArray *mArrayMCopy1 = [mArray1 mutableCopy];
    NSLog(@"mArray1 retain count: %d",[mArray1 retainCount]);
    //mArrayCopy2,mArrayMCopy1和mArray1指向的都是不一樣的對象,但是其中的元素都是一樣的對象——同一個指針
    //一下做測試
    NSMutableString *testString = [mArray1 objectAtIndex:0];
    //testString = @"1a1";//這樣會改變testString的指針,其實是將@“1a1”臨時對象賦給了testString
[testString appendString:@" tail"];//這樣以上三個數組的首元素都被改變了
由此可見,對於容器而言,其元素對象始終是指針複製。如果需要元素對象也是對象複製,就需要實現深拷貝。http://developer.apple.com/library/mac/#documentation/Cocoa/Conceptual/Collections/Articles/Copying.html
    NSArray *array = [NSArray arrayWithObjects:[NSMutableString stringWithString:@"first"],[NSStringstringWithString:@"b"],@"c",nil];
    NSArray *deepCopyArray=[[NSArray alloc] initWithArray: array copyItems: YES];
    NSArray* trueDeepCopyArray = [NSKeyedUnarchiver unarchiveObjectWithData:
    [NSKeyedArchiver archivedDataWithRootObject: array]];
trueDeepCopyArray是完全意義上的深拷貝,而deepCopyArray則不是,對於deepCopyArray內的不可變元素其還是指針複製。或者我們自己實現深拷貝的方法。因爲如果容器的某一元素是不可變的,那你複製完後該對象仍舊是不能改變的,因此只需要指針複製即可。除非你對容器內的元素重新賦值,否則指針複製即已足夠。舉個例子,[[array objectAtIndex:0]appendstring:@”sd”]後其他的容器內對象並不會受影響。[[array objectAtIndex:1]和[[deepCopyArray objectAtIndex:0]儘管是指向同一塊內存,但是我們沒有辦法對其進行修改——因爲它是不可改變的。所以指針複製已經足夠。所以這並不是完全意義上的深拷貝,但是apple的官方文檔將其列爲deep copy了,並添加了copy和mutablity的關係說明,故在此做一說明(這邊還有點疑惑,有了解的賜教啊)。
或者我們自己實現深拷貝的方法(略)。
3.     自定義對象
如果是我們定義的對象,那麼我們自己要實現NSCopying,NSMutableCopying這樣就能調用copy和mutablecopy了。舉個例子:
@interface MyObj : NSObject<NSCopying,NSMutableCopying>
{
         NSMutableString *name;
         NSString *imutableStr;
         int age;
}
@property (nonatomic, retain) NSMutableString *name;
@property (nonatomic, retain) NSString *imutableStr;
@property (nonatomic) int age;
@end
@implementation MyObj
@synthesize name;
@synthesize age;
@synthesize imutableStr;
- (id)init
{
         if (self = [super init])
         {
                   self.name = [[NSMutableString alloc]init];
                   self.imutableStr = [[NSString alloc]init];
                   age = -1;
         }
         return self;
}
- (void)dealloc
{
         [name release];
         [imutableStr release];
         [super dealloc];
}
- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone
{
         MyObj *copy = [[[self class] allocWithZone:zone] init];
         copy->name = [name copy];
         copy->imutableStr = [imutableStr copy];
//       copy->name = [name copyWithZone:zone];;
//       copy->imutableStr = [name copyWithZone:zone];//
         copy->age = age;
         return copy;
}
- (id)mutableCopyWithZone:(NSZone *)zone
{
         MyObj *copy = NSCopyObject(self, 0, zone);
         copy->name = [self.name mutableCopy];
         copy->age = age;
         return copy;
}
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