我理解的深拷贝和浅拷贝

版本 时间
V1.0 2019-01-20

前言

今天一个朋友跟我讨论一下这个深拷贝浅拷贝的话题,然后感觉自己说的也不是很清楚,所以又特地找了一些资料,让自己再了解学习一下。

正文

概念

浅拷贝

浅拷贝指的是复制引用对象的指针,而不是复制引用对象本身,拷贝出来的对象指针和引用对象的指针指向同一块内存地址,当这块内存地址销毁的时候,指向这块内存地址的所有指针也需要重新定义,不然就会造成野指针错误。

深拷贝

深拷贝指的是复制引用对象的内容,也就是说内容的所占有的内存地址需要重新分配,复制完之后,内存中的值是完全相同的,但是内存地址是不一样的,拷贝得到的对象和引用对象之间是互不影响,也互不干扰。

应用场景

浅拷贝场景

1.使用retain操作,返回的对象是否可变与被拷贝对象保持一致,在iOS中,使用retain关键字进行引用计数,这是一种更加保险的浅拷贝;
2.对于不可变对象进行copy操作的是浅拷贝,引用计数每次+1;

深拷贝场景

1.对可变对象进行copy操作,引用计数不改变
2.使用mutableCopy操作的始终是深拷贝,引用计数不改变,返回的是一个可变对象。

代码验证

代码一

NSArray *list = [[NSArray alloc] initWithObjects:@"1",@"2",@"3",@"4", nil];
NSLog(@"\n被拷贝对象的内存地址:%p",list);
NSLog(@"\n====被拷贝对象的引用计数:%ld",CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)list));

NSArray *listCopy = [list copy];
NSLog(@"\n拷贝对象的内存地址:%p",listCopy);
NSLog(@"\n====被拷贝对象的引用计数:%ld",CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)list));

NSMutableArray *listMutableCopy = [list copy];
NSLog(@"\n拷贝对象的内存地址:%p",listMutableCopy);
NSLog(@"\n====被拷贝对象的引用计数:%ld",CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)list));

NSMutableArray *mutablelistMutableCopy = [list mutableCopy];
NSLog(@"\n拷贝对象的内存地址:%p",mutablelistMutableCopy);
NSLog(@"\n====被拷贝对象的引用计数:%ld",CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)list));

打印结果:
被拷贝对象的内存地址:0x600000aca370
====被拷贝对象的引用计数:1
拷贝对象的内存地址:0x600000aca370
====被拷贝对象的引用计数:2
拷贝对象的内存地址:0x600000aca370
====被拷贝对象的引用计数:3
拷贝对象的内存地址:0x600000ad75d0
====被拷贝对象的引用计数:3

由此可见对NSArray进行copy操作,返回的地址是一样的,每次进行copy操作时,被拷贝对象的引用计数都会+1,是浅拷贝,而对NSArray进行mutableCopy操作,返回的地址是不一样的,被拷贝对象的引用计数没有发生变化,是深拷贝

代码二

NSMutableArray *list = [[NSMutableArray alloc] initWithObjects:@"1",@"2",@"3",@"4", nil];
NSLog(@"\n被拷贝对象的内存地址:%p",list);
NSLog(@"\n====被拷贝对象的引用计数:%ld",CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)list));

NSArray *listCopy = [list copy];
NSLog(@"\n拷贝对象的内存地址:%p",listCopy);
NSLog(@"\n====被拷贝对象的引用计数:%ld",CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)list));

NSMutableArray *listMutableCopy = [list copy];
NSLog(@"\n拷贝对象的内存地址:%p",listMutableCopy);
NSLog(@"\n====被拷贝对象的引用计数:%ld",CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)list));

NSMutableArray *mutablelistMutableCopy = [list mutableCopy];
NSLog(@"\n拷贝对象的内存地址:%p",mutablelistMutableCopy);
NSLog(@"\n====被拷贝对象的引用计数:%ld",CFGetRetainCount((__bridge CFTypeRef)list));

打印结果:
被拷贝对象的内存地址:0x600002d7d1d0
====被拷贝对象的引用计数:1
拷贝对象的内存地址:0x600002d78600
====被拷贝对象的引用计数:1
拷贝对象的内存地址:0x600002d786c0
====被拷贝对象的引用计数:1
拷贝对象的内存地址:0x600002d78690
====被拷贝对象的引用计数:1

由此可见对NSMutableArray无论是进行copy还是mutableCopy操作,返回的地址都是不一样的,都新开辟了新的内存空间,并且被拷贝对象的引用计数不变,属于是深拷贝

得到的结论:不可变对象进行copy,是浅拷贝,该对象引用计数会+1;对可变对象进行无论是进行copy或者mutableCopy,则是深拷贝,引用计数不变。

深拷贝、浅拷贝的实现

如果需要实现自定义对象的拷贝,那么该自定义对象的类必须实现NSCopying或者NSMutableCopy协议,并且实现copyWithZone或者mutableCopyWithZone方法。

主要用到的两个方法:

- (id)copyWithZone:(nullable NSZone *)zone;

- (id)mutableCopyWithZone:(nullable NSZone *)zone;

注意:如果一个自定义对象中需要实现NSCopying或者NSMutableCopy的话,那么这个自定义对象中如果包含其他的自定义对象的话,那么其他的自定义对象也需要实现copy或者mutableCopy协议。

面试相关

野指针

野指针表示的是不为NULL指针,指向不可用内存的指针(也就是说内存已经被释放或者压根不存在的指针)。

野指针常见定位方式:

1.通过多次重现问题,进行近一步的有效信息,获取发生问题的大概位置;

2.通过Xcode提供的Malloc Scribble对已释放内存进行数据填充,从而保证野指针访问必然Crash;

3.通过Zombie Objects将已释放的对象标记成Zombie对象,再次对该对象发送消息时,会发生Crash并且输出相关的调用信息。

copymutableCopyretain的关系

copy对于可变对象来说是深拷贝,引用计数不会变化,而对于不可变对象来说是浅拷贝,引用计数每次都会+1

mutableCopy始终是深拷贝,引用计数不会发生变换,始终返回的是一个可变对象。

retain始终是浅拷贝,引用计数每次都会+1

block为什么需要使用copy来修饰

block通过存储方式可以分为栈区block,堆区block,全局blockblockMRC环境下常用copy来修饰,在MRC中,block的内存地址显示在栈区,栈区的特点是创建的对象随时可能会被系统销毁,一旦被销毁后再次调用,可能会造成程序Crash,对block进行copy后,block会被存放在堆区,存放在堆上的block,也就有了引用计数,后续的复制操作都不会真的执行复制,而是增加block对象的引用计数,这样block就不会被系统销毁,而是需要开发者释放了(在MRC中引用计数需要手动管理,在ARC中引用计数可以通过系统管理)。在ARCBlock都会在堆区,系统会默认对block进行copy操作。

Stringcopystrong的区别

字符串用copy是将字符串本身拷贝一份,在内存中存在两个字符串,但是内存地址不一样;
字符串用strong是将字符串的指针拷贝一份,在内存中只有一个字符串,且内存地址是一样的;
如果需要修改字符串类容的话,那么需要使用strong来声明,用copy来修饰的字符串不会有变化;
开发过程中如果使用的字符串是独立的话,建议使用copy,内存中会copy一个新的内容出来,不会收到其他赋值的改变。

总结

深拷贝浅拷贝的本质区别就是内存地址是否相同。

浅拷贝的引用对象和拷贝得到的对象就好像是一个人和他的影子,这个人挂了,他的影子也就没了
深拷贝的引用对象和拷贝得到的对象就好像是一个人和他的克隆人,这个人挂了,但是克隆人还是可以活着的。

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