iOS 图文并茂的带你了解深拷贝与浅拷贝

一、概念与总结

     1、浅拷贝

     浅拷贝就是对内存地址的复制，让目标对象指针和源对象指向同一片内存空间，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。

      浅拷贝就是拷贝指向原来对象的指针，使原对象的引用计数+1，可以理解为创建了一个指向原对象的新指针而已，并没有创建一个全新的对象。

      2、深拷贝

      深拷贝是指拷贝对象的具体内容，而内存地址是自主分配的，拷贝结束之后，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。

     深拷贝就是拷贝出和原来仅仅是值一样，但是内存地址完全不一样的新的对象，创建后和原对象没有任何关系。

   

    3、总结：

    深拷贝就是内容拷贝，浅拷贝就是指针拷贝。本质区别在于：

• 是否开启新的内存地址

• 是否影响内存地址的引用计数

 

 二、示例分析

      在iOS中深拷贝与浅拷贝要更加的复杂，涉及到容器与非容器、可变与不可变对象的copy与mutableCopy。下面用示例逐一分析：

      1、非集合对象的copy与mutableCopy

        1.1 不可变对象NSString 

- (void) noMutableNSStringTest
{
    NSString *str1 = @"test001";
    
    NSMutableString *str2 = [str1 copy];
    //copy返回的是不可变对象，str2不能被修改，因此会发生崩溃
    //[str2 appendString:@"test"];
    
    NSMutableString *str3 = [str1 mutableCopy];
    [str3 appendString:@"modify"];
    
    NSLog(@"str1:%p - %@ 
",str1,str1);
    NSLog(@"str2:%p - %@ 
",str2,str2);
    NSLog(@"str3:%p - %@ 
",str3,str3);
}

          打印结果：

2017-07-20 18:02:10.642 beck.wang[1306:169414] str1:0x106abdbd0 - test001 
2017-07-20 18:02:10.643 beck.wang[1306:169414] str2:0x106abdbd0 - test001 
2017-07-20 18:02:10.643 beck.wang[1306:169414] str3:0x608000260940 - test001modify 

         分析：str1、str2地址相同并且与str3地址不同，NSString的copy是浅拷贝，且copy返回的对象是不可变对象；mutableCopy是深拷贝。

     

      1.2 可变对象NSMutableString

- (void) mutableNSStringTest
{
    NSMutableString *mstr1 = [NSMutableString stringWithString:@"test002"];
    
    NSMutableString *mstr2 = [mstr1 copy];
    //copy返回的是不可变对象，mstr2不能被修改，因此会发生崩溃
    //[str2 appendString:@"test"];
    
    NSMutableString *mstr3 = [mstr1 mutableCopy];
    [mstr3 appendString:@"modify"];
    
    NSLog(@"mstr1:%p - %@ 
",mstr1,mstr1);
    NSLog(@"mstr2:%p - %@ 
",mstr2,mstr2);
    NSLog(@"mstr3:%p - %@ 
",mstr3,mstr3);
}

        打印结果：

2017-07-20 18:14:35.789 beck.wang[1433:180881] mstr1:0x610000075e40 - test002 
2017-07-20 18:14:35.790 beck.wang[1433:180881] mstr2:0xa323030747365747 - test002 
2017-07-20 18:14:35.790 beck.wang[1433:180881] mstr3:0x610000074480 - test002modify 

        分析：mstr1、mstr2、mstr3 地址都不同，NSMutableString对象copy与mutableCopy都是深拷贝，且copy返回的对象是不可变对象。

    2、集合对象的copy与mutableCopy

       2.1 不可变对象NSArray

- (void) mutableNSArrayTest
{
    NSArray *arry1 = [[NSArray alloc] initWithObjects:@"value1", @"value2",nil];
    
    NSArray *arry2 = [arry1 copy];
    NSArray *arry3 = [arry1 mutableCopy];
    
    NSLog(@"arry1:%p - %@ 
",arry1,arry1);
    NSLog(@"arry2:%p - %@ 
",arry2,arry2);
    NSLog(@"arry3:%p - %@ 
",arry3,arry3);
}

       打印结果：

2017-07-20 18:33:53.707 beck.wang[1502:194476] arry1:0x60800003b480 - (
    value1,
    value2
) 
2017-07-20 18:33:53.708 beck.wang[1502:194476] arry2:0x60800003b480 - (
    value1,
    value2
) 
2017-07-20 18:33:53.708 beck.wang[1502:194476] arry3:0x60800004cd20 - (
    value1,
    value2
) 

      分析：arry1、arry2 地址一样，arr3 地址不一样，NSArray的copy是浅拷贝，且copy返回的对象是不可变对象；mutableCopy是深拷贝。

      

      2.2 可变对象NSMutableArray

- (void) NSMutableArrayTest
{
    NSMutableArray *marry1 = [[NSMutableArray alloc] initWithObjects:@"value1", @"value2",nil];
    
    NSMutableArray *marry2 = [marry1 copy];
    
    //copy返回的是不可变对象，marry2不能被修改，因此会崩溃
    //[marry2 addObject:@"value3"];
    
    NSMutableArray *marry3 = [marry1 mutableCopy];
    
    NSLog(@"marry1:%p - %@ 
",marry1,marry1);
    NSLog(@"marry2:%p - %@ 
",marry2,marry2);
    NSLog(@"marry3:%p - %@ 
",marry3,marry3);
}

        打印结果：

2017-07-20 18:55:43.243 beck.wang[1577:204641] marry1:0x600000048d60 - (
    value1,
    value2
) 
2017-07-20 18:55:43.244 beck.wang[1577:204641] marry2:0x600000026000 - (
    value1,
    value2
) 
2017-07-20 18:55:43.244 beck.wang[1577:204641] marry3:0x6000000494b0 - (
    value1,
    value2
) 

       分析：marry1、marry2、marr3 地址都不一样，NSMutableArray对象copy与mutableCopy都是深拷贝，且copy返回的对象是不可变对象。

       特别注意的是：对于集合类的可变对象来说，深拷贝并非严格意义上的深复制，只能算是单层深复制，即虽然新开辟了内存地址，但是存放在内存上的值（也就是数组里的元素仍然之乡员数组元素值，并没有另外复制一份），这就叫做单层深复制。

       举例说明：

- (void)singleNSMutableArrayTest
{
    NSMutableArray *marry1 = [[NSMutableArray alloc] init];
    
    NSMutableString *mstr1 = [[NSMutableString alloc]initWithString:@"value1"];
    NSMutableString *mstr2 = [[NSMutableString alloc]initWithString:@"value2"];
    
    [marry1 addObject:mstr1];
    [marry1 addObject:mstr2];
    
    NSMutableArray *marry2 = [marry1 copy];
    NSMutableArray *marry3 = [marry1 mutableCopy];
    
    NSLog(@"marry1:%p - %@ 
",marry1,marry1);
    NSLog(@"marry2:%p - %@ 
",marry2,marry2);
    NSLog(@"marry3:%p - %@ 
",marry3,marry3);
    NSLog(@"数组元素地址:value1:%p - value2:%p 
",marry1[0],marry1[1]);
    NSLog(@"数组元素地址:value1:%p - value2:%p 
",marry2[0],marry2[1]);
    NSLog(@"数组元素地址:value1:%p - value2:%p 
",marry3[0],marry3[1]);
    
    NSLog(@"
------------------修改原值后------------------------
");
    [mstr1 appendFormat:@"aaa"];
    
    NSLog(@"marry1:%p - %@ 
",marry1,marry1);
    NSLog(@"marry2:%p - %@ 
",marry2,marry2);
    NSLog(@"marry3:%p - %@ 
",marry3,marry3);
    NSLog(@"数组元素地址:value1:%p - value2:%p 
",marry1[0],marry1[1]);
    NSLog(@"数组元素地址:value1:%p - value2:%p 
",marry2[0],marry2[1]);
    NSLog(@"数组元素地址:value1:%p - value2:%p 
",marry3[0],marry3[1]);
}

        打印结果：

2017-07-20 19:48:24.539 beck.wang[1750:230132] marry1:0x60800004ae00 - (
    value1,
    value2
) 
2017-07-20 19:48:24.539 beck.wang[1750:230132] marry2:0x608000023f00 - (
    value1,
    value2
) 
2017-07-20 19:48:24.539 beck.wang[1750:230132] marry3:0x60800004abc0 - (
    value1,
    value2
) 
2017-07-20 19:48:24.540 beck.wang[1750:230132] 数组元素地址:value1:0x60800006df40 - value2:0x60800006cb40 
2017-07-20 19:48:24.540 beck.wang[1750:230132] 数组元素地址:value1:0x60800006df40 - value2:0x60800006cb40 
2017-07-20 19:48:24.540 beck.wang[1750:230132] 数组元素地址:value1:0x60800006df40 - value2:0x60800006cb40 
2017-07-20 19:48:24.540 beck.wang[1750:230132] 
------------------修改原值后------------------------
2017-07-20 19:48:24.540 beck.wang[1750:230132] marry1:0x60800004ae00 - (
    value1aaa,
    value2
) 
2017-07-20 19:48:24.540 beck.wang[1750:230132] marry2:0x608000023f00 - (
    value1aaa,
    value2
) 
2017-07-20 19:48:24.540 beck.wang[1750:230132] marry3:0x60800004abc0 - (
    value1aaa,
    value2
) 
2017-07-20 19:48:24.541 beck.wang[1750:230132] 数组元素地址:value1:0x60800006df40 - value2:0x60800006cb40 
2017-07-20 19:48:24.541 beck.wang[1750:230132] 数组元素地址:value1:0x60800006df40 - value2:0x60800006cb40 
2017-07-20 19:48:24.541 beck.wang[1750:230132] 数组元素地址:value1:0x60800006df40 - value2:0x60800006cb40 

      分析：在修改原值之前，marry1、marry2、marr3 地址都不一样，很明显copy和mutableCopy都是深拷贝，但是从修改原值后的打印结果来看，这里的深拷贝只是单层深拷贝：新开辟了内存地址，但是数组中的值还是指向原数组的，这样才能在修改原值后，marry2 marr3中的值都修改了。另外，从打印的数组元素地址可以很明显的看出来，修改前后marry1、marry、marr3的数组元素地址都是一模一样的，更加佐证了这一点。

      2.3 思维扩展：集合对象的完全深拷贝

            2.2中提到了集合类的对象来说，深拷贝只是单层深拷贝，那有没有办法实现每一层都深拷贝呢？回答是肯定的，目前我们可以这么做：

          （1）归档解档大法

- (void) deplyFullCopy
{
    NSMutableArray *marry1 = [[NSMutableArray alloc] init];
    
    NSMutableString *mstr1 = [[NSMutableString alloc]initWithString:@"value1"];
    NSMutableString *mstr2 = [[NSMutableString alloc]initWithString:@"value2"];
    
    [marry1 addObject:mstr1];
    [marry1 addObject:mstr2];
    
    NSData *data = [NSKeyedArchiver archivedDataWithRootObject:marry1];
    NSArray *marray2 = [NSKeyedUnarchiver unarchiveTopLevelObjectWithData:data error:nil];
    
    NSLog(@"marry1:%p - %@ 
",marry1,marry1);
    NSLog(@"marry2:%p - %@ 
",marray2,marray2);
    NSLog(@"数组元素地址:value1:%p - value2:%p 
",marry1[0],marry1[1]);
    NSLog(@"数组元素地址:value1:%p - value2:%p 
",marray2[0],marray2[1]);
}

          打印结果：

2017-07-20 20:04:38.726 beck.wang[1833:242158] marry1:0x600000048a00 - (
    value1,
    value2
) 
2017-07-20 20:04:38.726 beck.wang[1833:242158] marry2:0x600000049780 - (
    value1,
    value2
) 
2017-07-20 20:04:38.726 beck.wang[1833:242158] 数组元素地址:value1:0x600000066300 - value2:0x600000067000 
2017-07-20 20:04:38.726 beck.wang[1833:242158] 数组元素地址:value1:0x600000066740 - value2:0x600000066f40 

        分析：我们可以看到，开辟了新的内存地址的同时，数组元素的指针地址也不同了，实现了完全的深拷贝。

      （2）- (instancetype)initWithArray:(NSArray<ObjectType> *)array copyItems:(BOOL)flag;

- (void) deplyFullCopy2
{
    NSMutableArray *marry1 = [[NSMutableArray alloc] init];
    
    NSMutableString *mstr1 = [[NSMutableString alloc]initWithString:@"value1"];
    NSMutableString *mstr2 = [[NSMutableString alloc]initWithString:@"value2"];
    
    [marry1 addObject:mstr1];
    [marry1 addObject:mstr2];
    
    NSArray *marray2 = [[NSArray alloc] initWithArray:marry1 copyItems:YES];
    
    NSLog(@"marry1:%p - %@ 
",marry1,marry1);
    NSLog(@"marry2:%p - %@ 
",marray2,marray2);
    NSLog(@"数组元素地址:value1:%p - value2:%p 
",marry1[0],marry1[1]);
    NSLog(@"数组元素地址:value1:%p - value2:%p 
",marray2[0],marray2[1]);
}

        打印结果：

2017-07-20 20:08:04.201 beck.wang[1868:246161] marry1:0x610000050320 - (
    value1,
    value2
) 
2017-07-20 20:08:04.202 beck.wang[1868:246161] marry2:0x6100002214c0 - (
    value1,
    value2
) 
2017-07-20 20:08:04.202 beck.wang[1868:246161] 数组元素地址:value1:0x610000265600 - value2:0x610000266400 
2017-07-20 20:08:04.202 beck.wang[1868:246161] 数组元素地址:value1:0xa003165756c61766 - value2:0xa003265756c61766 

      分析：同上。

三、准则

      No1：可变对象的copy和mutableCopy方法都是深拷贝（区别完全深拷贝与单层深拷贝） 。

　   No2：不可变对象的copy方法是浅拷贝，mutableCopy方法是深拷贝。

　   No3：copy方法返回的对象都是不可变对象。

      万语千言汇成一张图

 

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