前言

關于iOS中對象的深拷貝和淺拷貝的文章有很多，但是大部分都是基于打印內存地址來推導結果，這篇文章是從源碼的角度來分析深拷貝和淺拷貝。

深拷貝和淺拷貝的概念

拷貝的方式有兩種：深拷貝和淺拷貝。

• 淺拷貝又叫指針拷貝，比如說有一個指針，這個指針指向一個字符串，也就是說這個指針變量的值是這個字符串的地址，那么此時對這個字符串進行指針拷貝的意思就是又創(chuàng)建了一個指針變量，這個指針變量的值是這個字符串的地址，也就是這個字符串的引用計數+1。
• 深拷貝又叫內容拷貝，比如有一個指針，這個指針指向一個字符串，也就是說這個指針變量的值是這個字符串的地址值，那么此時對這個字符串進行內容拷貝，就會創(chuàng)建一個新的指針，在一個新的地址區(qū)域創(chuàng)建一個字符串，這個字符串的值和原字符串的值相同，新的指針指向這個新創(chuàng)建的字符串。這時原字符串的引用計數沒有+1。

淺拷貝就是拷貝后，并沒有進行真正的復制，而是復制的對象和原對象都指向同一個地址

深拷貝是真正的復制了一份，復制的對象指向了新的地址

從上圖可以看出，淺拷貝A指針改變了所指向的內容B指針也指向被修改后的內容。如果有些地方用到B指針，不希望在A指向的內容發(fā)生變化時也跟著變化，則需要用到深拷貝。

通俗理解為:淺拷貝好比你的影子，你死了，影子也沒了；深拷貝好比克隆人，你死了，它還在。

對象的copy和mutableCopy方法

不管是集合對象還是非集合對象，接收到copy和mutableCopy消息時，都遵循以下準則:

• copy返回immutable對象
• mutableCopy返回mutable對象

下面對非集合對象和集合對象的copy和mutableCopy方法進行具體的闡述。

1.非集合類對象的copy和mutableCopy方法

非集合類對象指的是NSString，NSNumber...這些類。下面的例子以NSString類為例。

首先來看immutable對象拷貝的例子：

 NSString *string = @"test";
 NSString *copyString = [string copy];
 NSMutableString *mutableCopyString = [string mutableCopy];
 
 NSLog(@"%p \n %p \n %p \n", string, copyString, mutableCopyString);

打印結果:

0x101545068
0x101545068
0x60000024e940

通過打印結果我們可以看出來，copyString和string的地址值一樣，而mutableCopyString和string的地址值不一樣，這就說明imutable對象的copy方法進行了淺拷貝，mutableCopy方法進行了深拷貝。

再來看看mutable對象拷貝的例子：

 NSMutableString *string = [[NSMutableString alloc] initWithString:@"test"];
 NSString *copyString = [string copy];
 NSMutableString *mutableCopyString = [string mutableCopy];
 
 NSLog(@"%p \n%p \n%p \n", string, copyString, mutableCopyString);

打印結果：

0x600000240e40
0xa000000747365744
0x6000002411a0

通過打印結果可以看出來，copyString和string的內存地址不同，mutableCopyString和string的內存地址也不同。這說明mutable對象的copy方法和mutableCopy方法都進行了深拷貝。

總結起來就是：

immutable對象的copy方法進行了淺拷貝
immutable對象的mutableCopy方法進行了深拷貝
mutable對象的copy方法進行了深拷貝
mutable對象的mutableCopy方法進行了深拷貝。

用代碼表示就是：

 [immutableObject copy];//淺拷貝
 [immutableObject mutableCopy];//深拷貝
 [mutableObject copy];//深拷貝
 [mutableObject mutableCopy];//深拷貝

以上是通過打印內存地址得出的結論，下面我們通過查看源碼來證實一下我們的結論。

在opensource.apple.com的git倉庫中的runtime源碼中有NSObject.mm這個文件，在這個文件中有copy和mutableCopy方法的實現:

- (id)copy {
 return [(id)self copyWithZone:nil];
}

- (id)mutableCopy {
 return [(id)self mutableCopyWithZone:nil];
}

我們發(fā)現copy和mutableCopy方法只是簡單的調用了copyWithZone:和mutableCopyWithZone:兩個方法。然后我在searchcode.com中找到了NSString和NSMutableString的Source Code。

在NSString.m中，找到了關于copy的方法：

- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone {
 if (NSStringClass == Nil)
 NSStringClass = [NSString class];
 return RETAIN(self);
}

- (id)mutableCopyWithZone:(NSZone*)zone {
 return [[NSMutableString allocWithZone:zone] initWithString:self];
}

通過這個源碼我們知道了，對于NSString對象，調用copy方法就是調用了copyWithZone:方法。而copyWithZone:方法并沒有創(chuàng)建新的對象，而是使指針持有了原來的NSString對象，所以NSString的copy方法是淺拷貝。

而調用mutableCopy方法就是調用了mutableCopyWithZone:方法。從mutableCopyWithZone:的實現我們可以看到，這個方法是創(chuàng)建了一個新的可變的字符串對象。因此NSString的mutableCopy方法是深拷貝。

在NSMutableString.m中，只找到了copy和copyWithZone:方法，并沒有找到mutableCopyWithZone:方法：

-(id)copy {
 return [[NSString alloc] initWithString:self];
}

-(id)copyWithZone:(NSZone*)zone {
 return [[NSString allocWithZone:zone] initWithString:self];
}

對NSMutableString對象調用copy方法會調用這里的copyWithZone:方法的實現，我們可以看到這里創(chuàng)建了一個新的不可變的字符串。所以對NSMutableString對象執(zhí)行copy方法是深拷貝。

由于在NSMutableString中沒有實現mutableCopyWithZone:方法，所以會調用父類的mutableCopyWithZone:方法，也就是NSString類的mutableCopyWithZone:方法，而我們知道，NSString類的mutableCopyWithZone:方法會創(chuàng)建一個新的可變字符串。所以對NSMutableString對象執(zhí)行mutableCopy方法是深拷貝。

2.集合對象的copy和mutableCopy

集合對象指的是NSArray，NSDictionary，NSSet等之類的對象。下面以NSArray為例看看immutable對象使用copy和mutableCopy的例子：

 NSArray *array = @[@"1", @"2", @"3"];
 NSArray *copyArray = [array copy];
 NSMutableArray *mutableCopyArray = [array mutableCopy];
 
 NSLog(@"%p\n%p\n%p", array, copyArray, mutableCopyArray);

打印結果：

0x60400025bed0
0x60400025bed0
0x60400025c2f0

通過打印結果可以看出來，copyArray的地址和array的地址是一樣的，說明對array進行copy是進行淺拷貝。而

mutableCopyArray的地址和array的地址是不一樣的，說明對array進行mutableCopy是進行了深拷貝。

再來看mutable對象執(zhí)行copy和mutableCopy的例子：

 NSMutableArray *array = [[NSMutableArray alloc] initWithArray:@[@"1", @"2", @"3"]];
 NSArray *copyArray = [array copy];
 NSMutableArray *mutableCopyArray = [array mutableCopy];
 
 NSLog(@"%p\n%p\n%p", array, copyArray, mutableCopyArray);

打印結果：

0x604000447440
0x604000447050
0x604000447080

通過打印結果可以看出，copyArray和mutableCopyArray的地址都和array的地址不同，這說明對可變數組進行copy和mutableCopy操作都進行了深拷貝。

因此得出結論：

在集合類對象中，對immutable對象進行copy操作是淺拷貝，進行mutableCopy操作是深拷貝。對mutable對象進行copy操作是深拷貝，進行mutableCopy操作是深拷貝。

用代碼表示就是：

 [immutableObject copy];//淺拷貝
 [immutableObject mutableCopy];//深拷貝
 [mutableObject copy];//深拷貝
 [mutableObject mutableCopy];//深拷貝

以上是通過打印內存地址得到的結論，下面我們通過源碼來驗證一下我們的結論。

在NSArray.m中，我找到了copyWithZone:和mutableCopyWithZone:方法。

- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone
{
 return RETAIN(self);
}

- (id)mutableCopyWithZone:(NSZone*)zone
{
 if (NSMutableArrayClass == Nil)
 NSMutableArrayClass = [NSMutableArray class];
 return [[NSMutableArrayClass alloc] initWithArray:self];
}

當調用copy方法時，實際上是執(zhí)行了這里的copyWithZone:方法，在這個方法里面并沒有創(chuàng)建新的對象，而只是持有了舊的對象，因此，對于不可變的數組對象，執(zhí)行copy操作是淺拷貝。

當調用mutableCopy方法時，實際上是執(zhí)行了這里的mutableCopyWithZone:方法，在這個方法里面，利用原來的數組對象，創(chuàng)建了一個新的可變數組對象，因此對于不可變的數組對象，執(zhí)行mutableCopy操作是深拷貝。

在NSArray.m這個文件的第825行是NSMutableArray的實現。在第875行找到了copyWithZone:的實現，沒有找到mutableCopyWithZone:的實現:

- (id)copyWithZone:(NSZone*)zone
{
 if (NSArrayClass == Nil)
 NSArrayClass = [NSArray class];
 return [[NSArrayClass alloc] initWithArray:self copyItems:YES];
}

當調用copy方法時，實際是調用了這里的copyWithZone:方法，在這個方法的實現里，是利用原來的可變數組創(chuàng)建了一個新的不可變數組，因此對可變數組執(zhí)行copy操作是深拷貝。

當調用mutableCopy時，由于NSMutableArray本身沒有實現mutableCopyWithZone:方法，所以會調用父類也就是NSArray類的實現，而通過上面我們也能看到NSArray的實現：利用原數組創(chuàng)建了一個新的可變數組，因此，對可變數組進行mutableCopy操作是深拷貝。

回答經典面試題

面試題：為什么NSString類型的成員變量的修飾屬性用copy而不是strong呢？

首先要搞清楚的就是對NSString類型的成員變量用copy修飾和用strong修飾的區(qū)別。如果使用了copy修飾符，那么在給成員變量賦值的時候就會對被賦值的對象進行copy操作，然后再賦值給成員變量。如果使用的是strong修飾符，則不會執(zhí)行copy操作，直接將被賦值的變量賦值給成員變量。

假設有一個NSString類型的成員變量string，對其進行賦值：

 NSString *testString = @"test";
 self.string = testString;

如果該成員變量是用copy修飾的，則等價于：

self.string = [testString copy];

如果是用strong修飾的，則沒有copy操作：

self.string = testString;

知道了使用copy和strong的區(qū)別后，我們再來分析為什么要使用copy修飾符。先看一段代碼：

 NSMutableString *mutableString = [[NSMutableString alloc] initWithString:@"test"];
 self.string = mutableString;
 NSLog(@"%@", self.string);
 [mutableString appendString:@"addstring"];
 NSLog(@"%@", self.string);

如果這里成員變量string是用strong修飾的話，打印結果就是：

2018-09-04 10:50:16.909998+0800 copytest[2856:78171] test
2018-09-04 10:50:16.910128+0800 copytest[2856:78171] testaddstring

很顯然，當mutableString的值發(fā)生了改變后，string的值也隨之發(fā)生改變，因為self.string = mutableString;這行代碼實際上是執(zhí)行了一次指針拷貝。string的值隨mutableString的值的發(fā)生改變這顯然不是我們想要的結果。

如果成員變量string是用copy修飾，打印結果就是：

2018-09-04 10:58:07.705373+0800 copytest[3024:84066] test
2018-09-04 10:58:07.705496+0800 copytest[3024:84066] test

這是因為使用copy修飾符后，self.string = mutableString;就等價于self.string = [mutableString copy];，也就是進行了一次深拷貝，所以mutableString的值再發(fā)生變化就不會影響到string的值。

回答面試題：

NSString類型的成員變量使用copy修飾而不是strong修飾是因為有時候賦給該成員變量的值是NSMutableString類型的，這時候如果修飾符是strong，那成員變量的值就會隨著被賦值對象的值的變化而變化。若是用copy修飾，則對NSMutableString類型的值進行了一次深拷貝，成員變量的值就不會隨著被賦值對象的值的改變而改變。

總結

以上就是這篇文章的全部內容了，希望本文的內容對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對腳本之家的支持。

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