iOS之对象复制

前言##

NSObject类提供了copy和mutableCopy方法，通过这两个方法即可复制已有对象的副本，本文将会详细介绍关于对象复制的内容。

系统对象的copy与mutableCopy##

copy方法用于复制对象的副本。通常来说，copy方法总是返回对象的不可修改的副本，即使对象本身是可修改的。例如，程序调用NSMutableString的copy方法，将会返回不可修改的字符串对象，
  mutableCopy方法用于复制对象的可变副本。通常来说，mutableCopy方法总是返回对象可修改的副本，即使被复制的对象本身是不可修改的，调用mutableCopy方法复制出来的副本也是可修改的。例如，程序调用NSString的mutableCopy方法，将会返回一个NSMutableString对象。
  下图详细阐述了NSString、NSMutableString、NSArray、NSMutableArray、NSDictionary、NSMutableDictionary分别调用copy与mutableCopy方法后的结果：

系统对象复制

深复制与浅复制##

对象拷贝有两种方式：浅复制和深复制。顾名思义，浅复制，并不拷贝对象本身，仅仅是拷贝指向对象的指针；深复制是直接拷贝整个对象内容到另一块内存中。再简单些说：浅复制就是指针拷贝；深复制就是内容拷贝。
  如果在多层数组中，对第一层进行内容拷贝，其它层进行指针拷贝，这种情况是属于深复制，还是浅复制？对此，苹果官网文档有这样一句话描述:

This kind of copy is only capable of producing a one-level-deep copy. If you only need a one-level-deep copy...
If you need a true deep copy, such as when you have an array of arrays...

从文中可以看出，苹果认为这种复制不是真正的深复制，而是将其称为单层深复制(one-level-deep copy)。因此，有人对浅复制、完全深复制、单层深复制做了概念区分。当然，这些都是概念性的东西，没有必要纠结于此。只要知道进行拷贝操作时，被拷贝的是指针还是内容即可。
  一般来说，完全深复制的实现难度大很多，尤其是当该对象包含大量的指针类型的实例变量时，如果某些实例变量里再次包含指针类型的实例变量，那么实现完全深复制会更加复杂。
  上面图中的深复制(单层或者完全)就是因为集合对象中可能会包含指针类型的实例变量，从而导致深复制不完全。

自定义对象的复制##

使用copy和mutableCopy复制对象的副本使用起来确实方便，那么我们自定义的类是否可调用copy与mutableCopy方法来复制副本呢？
  我们先定义一个SXYPerson类，代码如下:

@interface SXYPerson : NSObject

@property (nonatomic, assign) NSInteger age;

@property (nonatomic, copy) NSString *name;

@end

然后尝试调用SXYPerson的copy方法来复制一个副本:

SXYPerson *person1 = [[SXYPerson alloc] init];//创建一个SXYPerson对象
person1.age = 20;
person1.name = @"苏小妖";
SXYPerson *person2 = [person1 copy];//复制副本

运行程序，将会发生崩溃，并输出以下错误信息:

[SXYPerson copyWithZone:]: unrecognized selector sent to instance 0x608000030920

上面的提示：SXYPerson找不到copyWithZone:方法。
  我们将复制副本的代码换成如下:

 SXYPerson *person2 = [person1 mutableCopy];//复制副本

再次运行程序，程序同样崩溃了，并输出去以下错误信息:

[SXYPerson mutableCopyWithZone:]: unrecognized selector sent to instance 0x600000221120

上面的提示：SXYPerson找不到mutableCopyWithZone:方法。
  大家可能会觉得疑惑，程序只是调用了copy和mutableCopy方法，为什么会提示找不到copyWithZone:与mutableCopyWithZone:方法呢？其实当程序调用对象的copy方法来复制自身时，底层需要调用copyWithZone:方法来完成实际的复制工作，copy返回实际上就是copyWithZone:方法的返回值；mutableCopy与mutableCopyWithZone:方法也是同样的道理。
  那么怎么做才能让自定义的对象进行copy与mutableCopy呢？需要做以下事情:

1.让类实现NSCopying/NSMutableCopying协议。
2.让类实现copyWithZone:/mutableCopyWithZone:方法

所以让我们的SXYPerson类能够复制自身，我们需要让SXYPerson实现NSCopying协议；然后实现copyWithZone:方法:

@interface SXYPerson : NSObject

@property (nonatomic, assign) NSInteger age;

@property (nonatomic, copy) NSString *name;

@end

#import "SXYPerson.h"

@implementation SXYPerson

- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone {
        
    SXYPerson *person = [[[self class] allocWithZone:zone] init];
    person.age = self.age;
    person.name = self.name;
        
    return person;
        
}

@end

运行之后发现我们实现了对象的复制:

自定义对象复制

同时需要注意的是如果对象中有其他指针类型的实例变量，且只是简单的赋值操作:person.obj2 = self.obj2，其中obj2是另一个自定义类，如果我们修改obj2中的属性，我们会发现复制后的person对象中obj2对象中的属性值也变了，因为对于这个对象并没有进行copy操作，这样的复制操作不是完全的复制，如果要实现完全的复制，需要将obj2对应的类也要实现copy,然后这样赋值:person.obj2 = [self.obj2 copy]。如果对象很多或者层级很多，实现起来还是很麻烦的。如果需要实现完全复制同样还有另有一种方法，那就是归档:

SXYPerson *person2 = [NSKeyedUnarchiver unarchiveObjectWithData:[NSKeyedArchiver archivedDataWithRootObject:person1]];

这样我们就实现了自定义对象的复制，需要指出的是如果重写copyWithZone:方法时，其父类已经实现NSCopying协议，并重写过了copyWithZone:方法，那么子类重写copyWithZone:方法应先调用父类的copy方法复制从父类继承得到的成员变量，然后对子类中定义的成员变量进行赋值:

- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone {
        
        id obj = [super copyWithZone:zone];
        //对子类定义的成员变量赋值
        ...
        return obj;
        
}

关于mutableCopy的实现与copy的实现类似，只是实现的是NSMutableCopying协议与mutableCopyWithZone:方法。对于自定义的对象，在我看来并没有什么可变不可变的概念，因此实现mutableCopy其实是没有什么意义的，在此就不详细介绍了。

定义属性的copy指示符##

如下段代码，我们在定义属性的时候使用了copy指示符:

#import 

@interface SXYPerson : NSObject

@property (nonatomic, copy) NSMutableString *name;

@end

使用如下代码来进行测试:

SXYPerson *person1 = [[SXYPerson alloc] init];//创建一个SXYPerson对象
person1.name = [NSMutableString stringWithString:@"苏小妖"];
[person1.name appendString:@"123"];

运行程序会崩溃，并且提示以下信息:

*** Terminating app due to uncaught exception 'NSInvalidArgumentException', reason: 'Attempt to mutate immutable object with appendString:'

这段错误提示不允许修改person的name属性，这是因为程序定义name属性时使用了copy指示符，该指示符置顶调用setName:方法时(通过点语法赋值时，实际上是调用对应的setter方法)，程序实际上会使用参数的副本对name实际变量复制。也就是说，setName:方法的代码如下:

- (void)setName:(NSMutableString *)name {
    
    _name = [name copy];
    
}

copy方法默认是复制该对象的不可变副本，虽然程序传入的NSMutableString，但程序调用该参数的copy方法得到的是不可变副本。因此，程序赋给SXYPerson对象的name实例变量的值依然是不可变字符串。
  注意:定义合成getter、setter方法时并没有提供mutableCopy指示符。因此即使定义实例变量时使用了可变类型，但只要使用copy指示符，实例变量实际得到的值总是不可变对象。

总结##

对于对象的深复制的概念没有必要那么纠结，只要我们理解了复制的本质，并且运用到我们的业务场景，选择我们想要的复制方式就可以。最主要的还是理解本质并且学会使用。

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