IOS 深拷贝和浅拷贝

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 - %@ \r\n",str1,str1);

    NSLog(@"str2:%p - %@ \r\n",str2,str2);

    NSLog(@"str3:%p - %@ \r\n",str3,str3);

}

          打印结果：

2017-07-2018:02:10.642beck.wang[1306:169414] str1:0x106abdbd0- test001 2017-07-2018:02:10.643beck.wang[1306:169414] str2:0x106abdbd0- test001 2017-07-2018:02:10.643beck.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 - %@ \r\n",mstr1,mstr1);

    NSLog(@"mstr2:%p - %@ \r\n",mstr2,mstr2);

    NSLog(@"mstr3:%p - %@ \r\n",mstr3,mstr3);

}

        打印结果：

2017-07-2018:14:35.789beck.wang[1433:180881] mstr1:0x610000075e40- test002 2017-07-2018:14:35.790beck.wang[1433:180881] mstr2:0xa323030747365747- test002 2017-07-2018:14:35.790beck.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 - %@ \r\n",arry1,arry1);

    NSLog(@"arry2:%p - %@ \r\n",arry2,arry2);

    NSLog(@"arry3:%p - %@ \r\n",arry3,arry3);

}

       打印结果：

2017-07-2018:33:53.707beck.wang[1502:194476] arry1:0x60800003b480- (

    value1,

    value2

) 2017-07-2018:33:53.708beck.wang[1502:194476] arry2:0x60800003b480- (

    value1,

    value2

) 2017-07-2018:33:53.708beck.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 - %@ \r\n",marry1,marry1);

    NSLog(@"marry2:%p - %@ \r\n",marry2,marry2);

    NSLog(@"marry3:%p - %@ \r\n",marry3,marry3);

}

        打印结果：

2017-07-2018:55:43.243beck.wang[1577:204641] marry1:0x600000048d60- (

    value1,

    value2

) 2017-07-2018:55:43.244beck.wang[1577:204641] marry2:0x600000026000- (

    value1,

    value2

) 2017-07-2018:55:43.244beck.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 - %@ \r\n",marry1,marry1);

    NSLog(@"marry2:%p - %@ \r\n",marry2,marry2);

    NSLog(@"marry3:%p - %@ \r\n",marry3,marry3);

    NSLog(@"数组元素地址:value1:%p - value2:%p \r\n",marry1[0],marry1[1]);

    NSLog(@"数组元素地址:value1:%p - value2:%p \r\n",marry2[0],marry2[1]);

    NSLog(@"数组元素地址:value1:%p - value2:%p \r\n",marry3[0],marry3[1]);

    NSLog(@"\r\n------------------修改原值后------------------------\r\n");

    [mstr1 appendFormat:@"aaa"];

    NSLog(@"marry1:%p - %@ \r\n",marry1,marry1);

    NSLog(@"marry2:%p - %@ \r\n",marry2,marry2);

    NSLog(@"marry3:%p - %@ \r\n",marry3,marry3);

    NSLog(@"数组元素地址:value1:%p - value2:%p \r\n",marry1[0],marry1[1]);

    NSLog(@"数组元素地址:value1:%p - value2:%p \r\n",marry2[0],marry2[1]);

    NSLog(@"数组元素地址:value1:%p - value2:%p \r\n",marry3[0],marry3[1]);

}

        打印结果：

2017-07-2019:48:24.539beck.wang[1750:230132] marry1:0x60800004ae00- (

    value1,

    value2

) 2017-07-2019:48:24.539beck.wang[1750:230132] marry2:0x608000023f00- (

    value1,

    value2

) 2017-07-2019:48:24.539beck.wang[1750:230132] marry3:0x60800004abc0- (

    value1,

    value2

) 2017-07-2019:48:24.540beck.wang[1750:230132] 数组元素地址:value1:0x60800006df40- value2:0x60800006cb402017-07-2019:48:24.540beck.wang[1750:230132] 数组元素地址:value1:0x60800006df40- value2:0x60800006cb402017-07-2019:48:24.540beck.wang[1750:230132] 数组元素地址:value1:0x60800006df40- value2:0x60800006cb402017-07-2019:48:24.540beck.wang[1750:230132] ------------------修改原值后------------------------2017-07-2019:48:24.540beck.wang[1750:230132] marry1:0x60800004ae00- (

    value1aaa,

    value2

) 2017-07-2019:48:24.540beck.wang[1750:230132] marry2:0x608000023f00- (

    value1aaa,

    value2

) 2017-07-2019:48:24.540beck.wang[1750:230132] marry3:0x60800004abc0- (

    value1aaa,

    value2

) 2017-07-2019:48:24.541beck.wang[1750:230132] 数组元素地址:value1:0x60800006df40- value2:0x60800006cb402017-07-2019:48:24.541beck.wang[1750:230132] 数组元素地址:value1:0x60800006df40- value2:0x60800006cb402017-07-2019:48:24.541beck.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 - %@ \r\n",marry1,marry1);

    NSLog(@"marry2:%p - %@ \r\n",marray2,marray2);

    NSLog(@"数组元素地址:value1:%p - value2:%p \r\n",marry1[0],marry1[1]);

    NSLog(@"数组元素地址:value1:%p - value2:%p \r\n",marray2[0],marray2[1]);

}

          打印结果：

2017-07-2020:04:38.726beck.wang[1833:242158] marry1:0x600000048a00- (

    value1,

    value2

) 2017-07-2020:04:38.726beck.wang[1833:242158] marry2:0x600000049780- (

    value1,

    value2

) 2017-07-2020:04:38.726beck.wang[1833:242158] 数组元素地址:value1:0x600000066300- value2:0x6000000670002017-07-2020:04:38.726beck.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 - %@ \r\n",marry1,marry1);

    NSLog(@"marry2:%p - %@ \r\n",marray2,marray2);

    NSLog(@"数组元素地址:value1:%p - value2:%p \r\n",marry1[0],marry1[1]);

    NSLog(@"数组元素地址:value1:%p - value2:%p \r\n",marray2[0],marray2[1]);

}

        打印结果：

2017-07-2020:08:04.201beck.wang[1868:246161] marry1:0x610000050320- (

    value1,

    value2

) 2017-07-2020:08:04.202beck.wang[1868:246161] marry2:0x6100002214c0- (

    value1,

    value2

) 2017-07-2020:08:04.202beck.wang[1868:246161] 数组元素地址:value1:0x610000265600- value2:0x6100002664002017-07-2020:08:04.202beck.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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