从经典问题来看 Copy 方法

经典面试题：为什么 NSString 类型成员变量的修饰属性用 copy 而不是 strong (或 retain ) ？

在初学 iOS 的时候，可能会被灌输这么一个常识，切记 NSString 的 property 的修饰变量要写作 copy ，而不是 strong，那么这是为什么？

我们在声明一个NSString属性时，对于其内存相关特性，通常有两种选择(基于ARC环境)：strong与copy。那这两者有什么区别呢？什么时候该用strong，什么时候该用copy呢？让我们先来看个例子。

示例

我们定义一个类，并为其声明两个字符串属性，如下所示：

@interface TestStringClass ()
@property (nonatomic, strong) NSString *strongString;
@property (nonatomic, copy) NSString *copyedString;
@end

上面的代码声明了两个字符串属性，其中一个内存特性是strong，一个是copy。下面我们来看看它们的区别。

首先，我们用一个不可变字符串来为这两个属性赋值，

- (void)test {
    NSString *string = [NSString stringWithFormat:@"abc"];
    self.strongString = string;
    self.copyedString = string;
    NSLog(@"origin string: %p, %p", string, &string);
    NSLog(@"strong string: %p, %p", _strongString, &_strongString);
    NSLog(@"copy string: %p, %p", _copyedString, &_copyedString);
}

其输出结果是：

origin string: 0x7fe441592e20, 0x7fff57519a48
strong string: 0x7fe441592e20, 0x7fe44159e1f8
copy string: 0x7fe441592e20, 0x7fe44159e200

我们要以看到，这种情况下，不管是strong还是copy属性的对象，其指向的地址都是同一个，即为string指向的地址。如果我们换作MRC环境，打印string的引用计数的话，会看到其引用计数值是3，即strong操作和copy操作都使原字符串对象的引用计数值加了1。

接下来，我们把string由不可变改为可变对象，看看会是什么结果。即将下面这一句

NSString *string = [NSString stringWithFormat:@"abc"];

改成：

NSMutableString *string = [NSMutableString stringWithFormat:@"abc"];

其输出结果是：

origin string: 0x7ff5f2e33c90, 0x7fff59937a48
strong string: 0x7ff5f2e33c90, 0x7ff5f2e2aec8
copy string: 0x7ff5f2e2aee0, 0x7ff5f2e2aed0

可以发现，此时copy属性字符串已不再指向string字符串对象，而是深拷贝了string字符串，并让_copyedString对象指向这个字符串。在MRC环境下，打印两者的引用计数，可以看到string对象的引用计数是2，而_copyedString对象的引用计数是1。

此时，我们如果去修改string字符串的话，可以看到：因为_strongString与string是指向同一对象，所以_strongString的值也会跟随着改变(需要注意的是，此时_strongString的类型实际上是NSMutableString，而不是NSString)；而_copyedString是指向另一个对象的，所以并不会改变。

结论

由于NSMutableString是NSString的子类，所以一个NSString指针可以指向NSMutableString对象，让我们的strongString指针指向一个可变字符串是OK的。

而上面的例子可以看出，当源字符串是NSString时，由于字符串是不可变的，所以，不管是strong还是copy属性的对象，都是指向源对象，copy操作只是做了次浅拷贝。

当源字符串是NSMutableString时，strong属性只是增加了源字符串的引用计数，而copy属性则是对源字符串做了次深拷贝，产生一个新的对象，且copy属性对象指向这个新的对象。另外需要注意的是，这个copy属性对象的类型始终是NSString，而不是NSMutableString，因此其是不可变的。

这里还有一个性能问题，即在源字符串是NSMutableString，strong是单纯的增加对象的引用计数，而copy操作是执行了一次深拷贝，所以性能上会有所差异。而如果源字符串是NSString时，则没有这个问题。

所以，在声明NSString属性时，到底是选择strong还是copy，可以根据实际情况来定。不过，一般我们将对象声明为NSString时，都不希望它改变，所以大多数情况下，我们建议用copy，以免因可变字符串的修改导致的一些非预期问题。

下面我们开始对 copy 和 mutableCopy 原理进行分析。

在opensource.apple.com的git仓库中的Runtime源码中有NSObject.mm这个文件，其中有如下方法是关于 copy 的：

- (id)copy {

    return [(id)self copyWithZone:nil];

}

- (id)mutableCopy {

    return [(id)self mutableCopyWithZone:nil];

}

发现copy和mutableCopy两个方法只是简单调用了copyWithZone:和mutableCopyWithZone:两个方法。所以有了以下猜想：对于 NSString 和 NSMutableString，Foundation 框架已经为我们实现了 copyWithZone 和 mutableCopyWithZone 的源码。我在searchcode.com找到了 Hack 版的 NSString 和 NSMutableString 的 Source Code。

在NSString.m中，看到了以下关于 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];

}

而在 NSMutableString.m 中只发现了copyWithZone:和copy:方法，并且它调用了父类的全能初始化方法（designated initializer），所以构造出来的对象是由 NSString 持有的：

-(id)copy {

    return [[NSString alloc] initWithString:self];

}

-(id)copyWithZone:(NSZone*)zone {

    return [[NSString allocWithZone:zone] initWithString:self];

}

也就是说， NSMutableString 进行 copy 的对象从源码上看也会变成深复制方法