iOS 圖文並茂的帶你瞭解深拷貝與淺拷貝

ilmari發表於2018-01-03

轉載 一、概念與總結

1、淺拷貝

淺拷貝就是對記憶體地址的複製,讓目標物件指標和源物件指向同一片記憶體空間,當記憶體銷燬的時候,指向這片記憶體的幾個指標需要重新定義才可以使用,要不然會成為野指標。

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淺拷貝就是拷貝指向原來物件的指標,使原物件的引用計數+1,可以理解為建立了一個指向原物件的新指標而已,並沒有建立一個全新的物件。

2、深拷貝

深拷貝是指拷貝物件的具體內容,而記憶體地址是自主分配的,拷貝結束之後,兩個物件雖然存的值是相同的,但是記憶體地址不一樣,兩個物件也互不影響,互不干涉。

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深拷貝就是拷貝出和原來僅僅是值一樣,但是記憶體地址完全不一樣的新的物件,建立後和原物件沒有任何關係。

3、總結:

深拷貝就是內容拷貝,淺拷貝就是指標拷貝。本質區別在於:

是否開啟新的記憶體地址

是否影響記憶體地址的引用計數

** 二、示例分析**

在iOS中深拷貝與淺拷貝要更加的複雜,涉及到容器與非容器、可變與不可變物件的copy與mutableCopy。下面用示例逐一分析:

1、非集合物件的copymutableCopy

**1.1 不可變物件NSString **

- (void) noMutableNSStringTest
{
    NSString *str1 = @"test001";
    
    NSMutableString *str2 = [str1 copy];
    //copy返回的是不可變物件,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);
}
複製程式碼

列印結果:

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 
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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返回的物件是不可變物件;mutableCopy是深拷貝。

1.2 可變物件NSMutableString

- (void) mutableNSStringTest
{
    NSMutableString *mstr1 = [NSMutableString stringWithString:@"test002"];
    
    NSMutableString *mstr2 = [mstr1 copy];
    //copy返回的是不可變物件,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);
}
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列印結果:

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 
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分析:mstr1、mstr2、mstr3 地址都不同,NSMutableString物件copy與mutableCopy都是深拷貝,且copy返回的物件是不可變物件。

2、集合物件的copymutableCopy

2.1 不可變物件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);
}
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列印結果:

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
) 
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分析:arry1、arry2 地址一樣,arr3 地址不一樣,NSArray的copy是淺拷貝,且copy返回的物件是不可變物件;mutableCopy是深拷貝。

2.2 可變物件NSMutableArray

- (void) NSMutableArrayTest
{
    NSMutableArray *marry1 = [[NSMutableArray alloc] initWithObjects:@"value1", @"value2",nil];
    
    NSMutableArray *marry2 = [marry1 copy];
    
    //copy返回的是不可變物件,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);
}
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列印結果:

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
) 
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分析:marry1、marry2、marr3 地址都不一樣,NSMutableArray物件copy與mutableCopy都是深拷貝,且copy返回的物件是不可變物件。

特別注意的是:對於集合類的可變物件來說,深拷貝並非嚴格意義上的深複製,只能算是單層深複製,即雖然新開闢了記憶體地址,但是存放在記憶體上的值(也就是陣列裡的元素仍然之鄉員陣列元素值,並沒有另外複製一份),這就叫做單層深複製。 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(@"陣列元素地址:value1:%p - value2:%p \r\n",marry1[0],marry1[1]);
    NSLog(@"陣列元素地址:value1:%p - value2:%p \r\n",marry2[0],marry2[1]);
    NSLog(@"陣列元素地址:value1:%p - value2:%p \r\n",marry3[0],marry3[1]);
    
    NSLog(@"\r\n------------------修改原值後------------------------\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(@"陣列元素地址:value1:%p - value2:%p \r\n",marry1[0],marry1[1]);
    NSLog(@"陣列元素地址:value1:%p - value2:%p \r\n",marry2[0],marry2[1]);
    NSLog(@"陣列元素地址:value1:%p - value2:%p \r\n",marry3[0],marry3[1]);
}
複製程式碼

列印結果:

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] 陣列元素地址:value1:0x60800006df40 - value2:0x60800006cb40 
2017-07-20 19:48:24.540 beck.wang[1750:230132] 陣列元素地址:value1:0x60800006df40 - value2:0x60800006cb40 
2017-07-20 19:48:24.540 beck.wang[1750:230132] 陣列元素地址:value1:0x60800006df40 - value2:0x60800006cb40 
2017-07-20 19:48:24.540 beck.wang[1750:230132] 
------------------修改原值後------------------------
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] 陣列元素地址:value1:0x60800006df40 - value2:0x60800006cb40 
2017-07-20 19:48:24.541 beck.wang[1750:230132] 陣列元素地址:value1:0x60800006df40 - value2:0x60800006cb40 
2017-07-20 19:48:24.541 beck.wang[1750:230132] 陣列元素地址:value1:0x60800006df40 - value2:0x60800006cb40 
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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,但是從修改原值後的列印結果來看,這裡的深拷貝只是單層深拷貝:新開闢了記憶體地址,但是陣列中的值還是指向原陣列的,這樣才能在修改原值後,marry2 marr3中的值都修改了。另外,從列印的陣列元素地址可以很明顯的看出來,修改前後marry1、marry、marr3的陣列元素地址都是一模一樣的,更加佐證了這一點。

2.3 思維擴充套件:集合物件的完全深拷貝

2.2中提到了集合類的物件來說,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,目前我們可以這麼做:

(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(@"陣列元素地址:value1:%p - value2:%p \r\n",marry1[0],marry1[1]);
    NSLog(@"陣列元素地址:value1:%p - value2:%p \r\n",marray2[0],marray2[1]);
}
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列印結果:

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] 陣列元素地址:value1:0x600000066300 - value2:0x600000067000 
2017-07-20 20:04:38.726 beck.wang[1833:242158] 陣列元素地址:value1:0x600000066740 - value2:0x600000066f40 
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分析:我們可以看到,開闢了新的記憶體地址的同時,陣列元素的指標地址也不同了,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(@"陣列元素地址:value1:%p - value2:%p \r\n",marry1[0],marry1[1]);
    NSLog(@"陣列元素地址:value1:%p - value2:%p \r\n",marray2[0],marray2[1]);
}
複製程式碼

列印結果:

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] 陣列元素地址:value1:0x610000265600 - value2:0x610000266400 
2017-07-20 20:08:04.202 beck.wang[1868:246161] 陣列元素地址:value1:0xa003165756c61766 - value2:0xa003265756c61766 
複製程式碼

分析:同上。

三、準則

No1:可變物件的copymutableCopy方法都是深拷貝(區別完全深拷貝與單層深拷貝) 。

No2:不可變物件的copy方法是淺拷貝,mutableCopy方法是深拷貝。

No3:copy方法返回的物件都是不可變物件。

萬語千言匯成一張圖

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