iOS 圖文並茂的帶你了解深拷貝與淺拷貝

一、概念與總結

     1、淺拷貝

     淺拷貝就是對內存地址的復制，讓目標對象指針和源對象指向同一片內存空間，當內存銷毀的時候，指向這片內存的幾個指針需要重新定義才可以使用，要不然會成為野指針。

      淺拷貝就是拷貝指向原來對象的指針，使原對象的引用計數+1，可以理解為創建了一個指向原對象的新指針而已，並沒有創建一個全新的對象。

      2、深拷貝

      深拷貝是指拷貝對象的具體內容，而內存地址是自主分配的，拷貝結束之后，兩個對象雖然存的值是相同的，但是內存地址不一樣，兩個對象也互不影響，互不干涉。

     深拷貝就是拷貝出和原來僅僅是值一樣，但是內存地址完全不一樣的新的對象，創建后和原對象沒有任何關系。

   

    3、總結：

    深拷貝就是內容拷貝，淺拷貝就是指針拷貝。本質區別在於：

• 是否開啟新的內存地址

• 是否影響內存地址的引用計數

 

 二、示例分析

      在iOS中深拷貝與淺拷貝要更加的復雜，涉及到容器與非容器、可變與不可變對象的copy與mutableCopy。下面用示例逐一分析：

      1、非集合對象的copy與mutableCopy

        1.1 不可變對象NSString 

- (void) noMutableNSStringTest
{
    NSString *str1 = @"test001";
    
    NSMutableString *str2 = [str1 copy];
    //copy返回的是不可變對象，str2不能被修改，因此會發生崩潰
    //[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);
}

          打印結果：

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地址相同並且與str3地址不同，NSString的copy是淺拷貝，且copy返回的對象是不可變對象；mutableCopy是深拷貝。

     

      1.2 可變對象NSMutableString

- (void) mutableNSStringTest
{
    NSMutableString *mstr1 = [NSMutableString stringWithString:@"test002"];
    
    NSMutableString *mstr2 = [mstr1 copy];
    //copy返回的是不可變對象，mstr2不能被修改，因此會發生崩潰
    //[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);
}

        打印結果：

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對象copy與mutableCopy都是深拷貝，且copy返回的對象是不可變對象。

 

    2、集合對象的copy與mutableCopy

       2.1 不可變對象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);
}

       打印結果：

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 地址一樣，arr3 地址不一樣，NSArray的copy是淺拷貝，且copy返回的對象是不可變對象；mutableCopy是深拷貝。

      

      2.2 可變對象NSMutableArray

- (void) NSMutableArrayTest
{
    NSMutableArray *marry1 = [[NSMutableArray alloc] initWithObjects:@"value1", @"value2",nil];
    
    NSMutableArray *marry2 = [marry1 copy];
    
    //copy返回的是不可變對象，marry2不能被修改，因此會崩潰
    //[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);
}

        打印結果：

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 地址都不一樣，NSMutableArray對象copy與mutableCopy都是深拷貝，且copy返回的對象是不可變對象。

 

       特別注意的是：對於集合類的可變對象來說，深拷貝並非嚴格意義上的深復制，只能算是單層深復制，即雖然新開辟了內存地址，但是存放在內存上的值（也就是數組里的元素仍然之鄉員數組元素值，並沒有另外復制一份），這就叫做單層深復制。

       舉例說明：

- (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(@"數組元素地址:value1:%p - value2:%p \r\n",marry1[0],marry1[1]);
    NSLog(@"數組元素地址:value1:%p - value2:%p \r\n",marry2[0],marry2[1]);
    NSLog(@"數組元素地址: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(@"數組元素地址:value1:%p - value2:%p \r\n",marry1[0],marry1[1]);
    NSLog(@"數組元素地址:value1:%p - value2:%p \r\n",marry2[0],marry2[1]);
    NSLog(@"數組元素地址:value1:%p - value2:%p \r\n",marry3[0],marry3[1]);
}

        打印結果：

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] 數組元素地址:value1:0x60800006df40 - value2:0x60800006cb40 
2017-07-20 19:48:24.540 beck.wang[1750:230132] 數組元素地址:value1:0x60800006df40 - value2:0x60800006cb40 
2017-07-20 19:48:24.540 beck.wang[1750:230132] 數組元素地址: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] 數組元素地址:value1:0x60800006df40 - value2:0x60800006cb40 
2017-07-20 19:48:24.541 beck.wang[1750:230132] 數組元素地址:value1:0x60800006df40 - value2:0x60800006cb40 
2017-07-20 19:48:24.541 beck.wang[1750:230132] 數組元素地址:value1:0x60800006df40 - value2:0x60800006cb40 

      分析：在修改原值之前，marry1、marry2、marr3 地址都不一樣，很明顯copy和mutableCopy都是深拷貝，但是從修改原值后的打印結果來看，這里的深拷貝只是單層深拷貝：新開辟了內存地址，但是數組中的值還是指向原數組的，這樣才能在修改原值后，marry2 marr3中的值都修改了。另外，從打印的數組元素地址可以很明顯的看出來，修改前后marry1、marry、marr3的數組元素地址都是一模一樣的，更加佐證了這一點。

 

      2.3 思維擴展：集合對象的完全深拷貝

            2.2中提到了集合類的對象來說，深拷貝只是單層深拷貝，那有沒有辦法實現每一層都深拷貝呢？回答是肯定的，目前我們可以這么做：

          （1）歸檔解檔大法

- (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(@"數組元素地址:value1:%p - value2:%p \r\n",marry1[0],marry1[1]);
    NSLog(@"數組元素地址:value1:%p - value2:%p \r\n",marray2[0],marray2[1]);
}

          打印結果：

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] 數組元素地址:value1:0x600000066300 - value2:0x600000067000 
2017-07-20 20:04:38.726 beck.wang[1833:242158] 數組元素地址:value1:0x600000066740 - value2:0x600000066f40 

        分析：我們可以看到，開辟了新的內存地址的同時，數組元素的指針地址也不同了，實現了完全的深拷貝。

      （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(@"數組元素地址:value1:%p - value2:%p \r\n",marry1[0],marry1[1]);
    NSLog(@"數組元素地址:value1:%p - value2:%p \r\n",marray2[0],marray2[1]);
}

        打印結果：

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] 數組元素地址:value1:0x610000265600 - value2:0x610000266400 
2017-07-20 20:08:04.202 beck.wang[1868:246161] 數組元素地址:value1:0xa003165756c61766 - value2:0xa003265756c61766 

      分析：同上。

 

三、准則

      No1：可變對象的copy和mutableCopy方法都是深拷貝（區別完全深拷貝與單層深拷貝） 。

　   No2：不可變對象的copy方法是淺拷貝，mutableCopy方法是深拷貝。

　   No3：copy方法返回的對象都是不可變對象。

 

      萬語千言匯成一張圖

 

 

 深淺拷貝講完了，后續我會抽時間圖文並茂的分析內存定義語句的區別， 鑒於水平有限，如果有不當之處還望批評指正，謝謝！