深复制与浅复制

概念

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存到另一块内存中。

一图以蔽之

再简单些说:浅复制就是指针拷贝;深复制就是内容拷贝。


集合的浅复制 (shallow copy)

集合的浅复制有非常多种方法。当你进行浅复制时,会向原始的集合发送retain消息,引用计数加1,同时指针被拷贝到新的集合。

现在让我们看一些浅复制的例子:

  1. NSArray *shallowCopyArray = [someArray copyWithZone:nil];
  2. NSSet *shallowCopySet = [NSSet mutableCopyWithZone:nil];
  3. NSDictionary *shallowCopyDict = [[NSDictionary alloc] initWithDictionary:someDictionary copyItems:NO];

集合的深复制 (deep copy)

集合的深复制有两种方法。可以用 initWithArray:copyItems: 将第二个参数设置为YES即可深复制,如

  1. NSDictionary shallowCopyDict = [[NSDictionary alloc] initWithDictionary:someDictionary copyItems:YES];

如果你用这种方法深复制,集合里的每个对象都会收到 copyWithZone: 消息。如果集合里的对象遵循 NSCopying 协议,那么对象就会被深复制到新的集合。如果对象没有遵循 NSCopying 协议,而尝试用这种方法进行深复制,会在运行时出错。copyWithZone: 这种拷贝方式只能够提供一层内存拷贝(one-level-deep copy),而非真正的深复制。

第二个方法是将集合进行归档(archive),然后解档(unarchive),如:

  1. NSArray *trueDeepCopyArray = [NSKeyedUnarchiver unarchiveObjectWithData:[NSKeyedArchiver archivedDataWithRootObject:oldArray]];

集合的单层深复制 (one-level-deep copy)

看到这里,有同学会问: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,网上有人对浅复制、深复制、单层深复制做了概念区分。

  • 浅复制(shallow copy):在浅复制操作时,对于被复制对象的每一层都是指针复制。
  • 深复制(one-level-deep copy):在深复制操作时,对于被复制对象,至少有一层是深复制。
  • 完全复制(real-deep copy):在完全复制操作时,对于被复制对象的每一层都是对象复制。

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。


系统对象的copy与mutableCopy方法

不管是集合类对象,还是非集合类对象,接收到copy和mutableCopy消息时,都遵循以下准则:

  • copy返回imutable对象;所以,如果对copy返回值使用mutable对象接口就会crash;
  • mutableCopy返回mutable对象;

下面将针对非集合类对象和集合类对象的copy和mutableCopy方法进行具体的阐述

1、非集合类对象的copy与mutableCopy

系统非集合类对象指的是 NSString, NSNumber ... 之类的对象。下面先看个非集合类immutable对象拷贝的例子

  1. NSString *string = @"origin";
  2. NSString *stringCopy = [string copy];
  3. NSMutableString *stringMCopy = [string mutableCopy];

通过查看内存,可以看到 stringCopy 和 string 的地址是一样,进行了指针拷贝;而 stringMCopy 的地址和 string 不一样,进行了内容拷贝;

再看mutable对象拷贝例子

  1. NSMutableString *string = [NSMutableString stringWithString: @"origin"];
  2. //copy
  3. NSString *stringCopy = [string copy];
  4. NSMutableString *mStringCopy = [string copy];
  5. NSMutableString *stringMCopy = [string mutableCopy];
  6. //change value
  7. [mStringCopy appendString:@"mm"]; //crash
  8. [string appendString:@" origion!"];
  9. [stringMCopy appendString:@"!!"];

运行以上代码,会在第7行crash,原因就是 copy 返回的对象是 immutable 对象。注释第7行后再运行,查看内存,发现 string、stringCopy、mStringCopy、stringMCopy 四个对象的内存地址都不一样,说明此时都是做内容拷贝。

综上两个例子,我们可以得出结论:

在非集合类对象中:对immutable对象进行copy操作,是指针复制,mutableCopy操作时内容复制;对mutable对象进行copy和mutableCopy都是内容复制。用代码简单表示如下:

  • [immutableObject copy] // 浅复制
  • [immutableObject mutableCopy] //深复制
  • [mutableObject copy] //深复制
  • [mutableObject mutableCopy] //深复制

2、集合类对象的copy与mutableCopy

集合类对象是指NSArray、NSDictionary、NSSet ... 之类的对象。下面先看集合类immutable对象使用copy和mutableCopy的一个例子:

  1. NSArray *array = @[@[@"a", @"b"], @[@"c", @"d"];
  2. NSArray *copyArray = [array copy];
  3. NSMutableArray *mCopyArray = [array mutableCopy];

查看内容,可以看到copyArray和array的地址是一样的,而mCopyArray和array的地址是不同的。说明copy操作进行了指针拷贝,mutableCopy进行了内容拷贝。但需要强调的是:此处的内容拷贝,仅仅是拷贝array这个对象,array集合内部的元素仍然是指针拷贝。这和上面的非集合immutable对象的拷贝还是挺相似的,那么mutable对象的拷贝会不会类似呢?我们继续往下,看mutable对象拷贝的例子:

  1. NSMutableArray *array = [NSMutableArray arrayWithObjects:[NSMutableString stringWithString:@"a"],@"b",@"c",nil];
  2. NSArray *copyArray = [array copy];
  3. NSMutableArray *mCopyArray = [array mutableCopy];

查看内存,如我们所料,copyArray、mCopyArray和array的内存地址都不一样,说明copyArray、mCopyArray都对array进行了内容拷贝。同样,我们可以得出结论:

在集合类对象中,对immutable对象进行copy,是指针复制,mutableCopy是内容复制;对mutable对象进行copy和mutableCopy都是内容复制。但是:集合对象的内容复制仅限于对象本身,对象元素仍然是指针复制。用代码简单表示如下:

  • [immutableObject copy] // 浅复制
  • [immutableObject mutableCopy] //单层深复制
  • [mutableObject copy] //单层深复制
  • [mutableObject mutableCopy] //单层深复制

这个代码结论和非集合类的非常相似。

这时候,是不是有人要问了,如果要对集合对象复制元素怎么办?有这疑问的同学不妨回头看看集合的深复制。

好了,深复制与浅复制就讲到这里。



最后说个题外的东西,在搜集资料的过程中,发现一个有可能犯错的点

  1. NSString *str = @"string";
  2. str = @"newString";

上面这段代码,在执行第二行代码后,内存地址发生了变化。乍一看,有点意外。按照 C 语言的经验,初始化一个字符串之后,字符串的首地址就被确定下来,不管之后如何修改字符串内容,这个地址都不会改变。但此处第二行并不是对 str 指向的内存地址重新赋值,因为赋值操作符左边的 str 是一个指针,也就是说此处修改的是内存地址。

所以第二行应该这样理解:将@"newStirng"当做一个新的对象,将这段对象的内存地址赋值给str。

我有如下的两个方法查看内存地址

  • p str 会打印对象本身的内存地址和对象内容
  1. (lldb) p str
  2. (NSString *) $0 = 0x000000010c913680 @"a"
  • po &str 则打印的是引用对象的指针所在的地址
  1. (lldb) po &str
  2. 0x00007fff532fb6c0


自定义对象
如果是我们定义的对象,那么我们自己要实现NSCopying,NSMutableCopying这样就能调用copy和mutablecopy了。举个例子:
@interface MyObj : NSObject<NSCopying,NSMutableCopying>
{
         NSMutableString *name;
         NSString *imutableStr;
         int age;
}
@property (nonatomic, retain) NSMutableString *name;
@property (nonatomic, retain) NSString *imutableStr;
@property (nonatomic) int age;
@end

@implementation MyObj
@synthesize name;
@synthesize age;
@synthesize imutableStr;

- (id)init
{
         if (self = [super init])
         {
                   self.name = [[NSMutableString alloc]init];
                   self.imutableStr = [[NSString alloc]init];
                   age = -1;
         }
         return self;
}
- (void)dealloc
{
         [name release];
         [imutableStr release];
         [super dealloc];
}
- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone
{
         id *copy = [[[self class] allocWithZone:zone] init];
         copy->name = [name copy];
         copy->imutableStr = [imutableStr copy];
//       copy->name = [name copyWithZone:zone];;
//       copy->imutableStr = [name copyWithZone:zone];//
         copy->age = age;
         return copy;
}
- (id)mutableCopyWithZone:(NSZone *)zone
{
         id *copy = NSCopyObject(self, 0, zone);
         copy->name = [self.name mutableCopy];
         copy->age = age;
         return copy;
}

参考文档

[1] Apple Collections Programming Topics: Copying Collections 
[2] iPhone Dev:iOS开发之深拷贝与浅拷贝(mutableCopy与Copy)详解 (博文可能有纰漏,童鞋仔细阅读亲自验证) 
[3] Blog:copy 与 mutableCopy

时间: 2024-10-27 04:05:31

深复制与浅复制的相关文章

iOS 集合的深复制与浅复制

概念 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存到另一块内存中. 一图以蔽之 再简单些说:浅复制就是指针拷贝:深复制就是内容拷贝. 集合的浅复制 (shallow copy) 集合的浅复制有非常多种方法.当你进行浅复制时,会向原始的集合发送retain消息,引用计数加1,同时指针被拷贝到新的集合. 现在让我们看一些浅复制的例子: NSArray *shallowCopyArray = [someArray cop

OC 中 的copy 功能 深复制 和 浅复制 的 区别

系统的类要是实现copy拷贝的功能,必须先签订拷贝NSCopying的协议,然后实现对应的方法 在.h文件中得@interface Boy : NSObject 的后面需要签订拷贝NSCopying的协议 例子: 在.h文件中 @interface Boy : NSObject<NSCopying> 1. Boy类使用copy的方法 例子: Boy *boy =[Boy boyWithName:@"zhangyangyang" hobby:@"wan"]

.NET中深复制与浅复制

概述: 在.NET里面,提供对象复制的功能,前提是实现ICloneable接口.ICloneable接口中有一个Clone方法, 可以在类中覆写实现自定义的拷贝方法.对象复制的实现方法有两种:深复制和浅复制. 深复制和浅复制: 浅复制,浅复制是指源对象与复制出来的对象共用一份实体,对其中任何一个对象的改动都会影响另外一个对象.相当于复制了指针. 深复制:指源对象与复制对象互相独立,为新对象重新分配了一段内存空间,并复制源对象的内容.其中任何一个对象的改动都不会对另外一个对象造成影响. 深浅复制与

C++学习基础七——深复制与浅复制

一.深复制与浅复制基本知识 深复制和浅复制,又称为深拷贝和浅拷贝. 深复制和浅复制的区别如下图1所示: 图1 图1表示的是,定义一个类CDemo,包含int a和char *str两个成员变量, 当深复制时,A中的指针str与B中的指针str指向不同的地址,只是地址所指向的数据相同. 当浅复制时,A中的指针str与B中的指针str指向相同的地址. 1.浅复制:如果我们自己不实现复制构造函数,则C++会自动合成一个复制构造函数,又称为浅复制构造函数. 2.深复制:如果使用指针或者系统资源(如数据库

python 字典深复制和浅复制

#!/usr/bin/python# -*- coding: UTF-8 -*- import copydict1 = {'user': 'vickey', 'num': [1, 2, 3],'age':{'a':'1','b':'2'}}dict2 = dict1 # 对原始数据的任何操作都会影响该复制# 先进行数据的浅复制和深复制操作dict3 = dict1.copy() # 浅复制: 一级为引用对象,二级为拷贝:原始数据的二级目录改变了,浅复制的数据的二级目录也会改变,但一级目录不变di

clone()方法、深复制和浅复制

clone方法 Java中没有明确提供指针的概念和用法,而实质上没个new语句返回的都是一个指针的引用,只不过在大部分情况下开发人员不需要关心如何去操作这个指针而已. 在实际编程中,经常会遇到从某个已有对象A创建出另一个与A具有相同状态的对象B,并且B的修改不会影响到A的情况,例如Prototype(原型)模式中,就需要clone一个对象实例. 仅仅通过简单的复制操作显然无法达到这个目的,而Java提供了一个简单有效的clone()方法来满足这个需求. Java中所有的类默认都继承自Object

实现 $.extend 的深复制和浅复制

$.extend 是jquery常用的一个方法,该方法通过传第一个布尔型参数可以指定为深复制还是浅复制,如何使用不在本文讨论. 先来理解下什么是深复制: var ob1 = {'name' : 'Jack' , 'child' : {'name' : 'Tom', 'age' : '7'}}; var ob2 = {'name' : 'Rose' , 'child' : {'name' : 'Mike'}}; 浅复制后的结果:{'name' : 'Jack' ,'child' : {'name'

iOS深复制和浅复制

1.copy关键字 1> 浅拷贝与深拷贝 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. 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. 2> copy和mutableCopy copy:对于可变对象为深复制,引用计数不改变;对于不可变对象是浅复制,引用计数每次加一.始终返回一个不可变对象. mutableCopy:始终是深复制,引用计数不改变.始终返回一个可变对象. 3

(知其所以然 主题2)从底层分析OC中ARC和非ARC下深复制和浅复制

今天,在坊间听到有人在争论OC中关于NSString的深浅复制,听了下,感觉很有必要来一个分析总结,让我们从底层去了解OC中深浅复制的运作机制. 所谓copy就是在原有对象的基础上产生一个副本对象,遵循最关键的两点原则: 1. 改变原对象的属性和行为不会对副本对象产生任何影响 2. 改变副本对象的属性和行为不会对原对象产生任何影响 在理解了这一层之后,我们一起来研究下deep copy 和 shallow copy,因为苹果是一个非常注重性能的公司,所以拷贝在底层实现没那么简单: 以NSStri