OC基础16：复制对象

　　"OC基础"这个分类的文章是我在自学Stephen G.Kochan的《Objective-C程序设计第6版》过程中的笔记。

1、浅复制即是指针赋值，复制对象的修改会影响被复制对象；深复制即是真正的对象复制，会复制出来一个副本，这个副本和原对象是完全分开的。

Foundation类实现了两个复制的方法：copy和mutableCopy。copy复制出来的是一个不可变的副本，mutableCopy复制出来的是一个可变的副本。

同时注意，产生一个对象的可变副本并不要求被复制的对象本身是可变的，同样的，产生一个不可变副本也不要求被复制对象本身是不可变的。

2、在iOS中，并不是所有的对象都支持copy和mutableCopy，只有遵守NSCopying协议的类可以发送copy消息，遵守NSMutableCopying协议的类才可以发送mutableCopy消息。但是默认的自定义类并没有遵守这两个协议。所以如果想自定义使用copy，那么就必须遵守NSCopying协议，并且实现copyWithZone:方法，如果想自定义使用mutableCopy，那么就必须遵守NSMutableCopying协议，并且实现mutableCopyWithZone:方法。

3、深复制和浅复制的操作：

iOS提供了copy和mutablecopy两个方法，顾名思义，copy方法复制出来的是一个不可变对象，而mutablecopy就是复制出来的就是一个mutable的对象。以下将分两种情况来说明：

(1)、系统的非容器类对象（即是指NSString、NSNumber等这一类的对象）情况1：

...

　　     NSString *s = @"abcd";

　　     NSString *sCopy = [s copy];

　　     NSMutableString *mutaSMutaCopy = [s mutableCopy];

　　     [mutaSMutaCopy appendString:@"ef"];

...

　　     在这种情况下，s和sCopy指向的是同一块内存区域，此时sCopy的引用计数和s一样都为2。而sMCopy则是我们所认为的真正意义上的复制，系统为其分配了新内存，但指针所指向的字符串还是和s所指的一样。

(2)、系统的非容器类对象情况2：

...

NSMutableString *s = [NSMutableString stringWithString: @"abcd"];

NSString *sCopy = [s copy];

NSMutableString *mutaSCopy = [s copy];  //Mutable S Copy，它其实是不可变的

NSMutableString *sMutaCopy = [s mutableCopy];

[mutaSCopy appendString:@"ef"];  //这句会产生错误，因为mSCopy其实不可变的

[s appendString:@"ef"];

[sMutaCopy appendString:@"gh"];

...

以上四个NSString对象所分配的内存都是不一样的。由于mutaSCopy其实是个不可变对象，所以会有上述的报错。所以对于系统的非容器类对象，我们可以认为：

对不可变对象做复制，copy是指针复制（浅复制），而mutableCopy就是对象复制（深复制）；如果是对可变对象进行复制，就全部都是深复制，这种情况需要注意：使用copy复制返回的对象无论如何都会是不可变的。

(3)、系统的容器类对象 （即是指NSArray、NSDictionary类等）情况1：

对于容器类，上面的结论也是适用的，需要探讨的是复制后容器内对象的变化，看以下代码：

...

NSArray *a = [NSArray arrayWithObjects:@"a",@"b",@"c",nil];

NSArray *aCopy = [a copy];

...

aCopy和a是同一个NSArray对象（指向相同的对象），包括array里面的元素也是指向相同的指针，所以只是指针复制。再看下一个语句：

...

NSMutableArray *aMCopy = [a mutableCopy];

...

aMCopy是a的可变副本，指向的对象就和a不同了，但是其中的元素和a中的元素指向的仍然是同一个对象。aMCopy还可以修改自己的对象：

...

[aMCopy addObject:@"de"];

[aMCopy removeObjectAtIndex: 0];

...

从上面的例子可以看出：aCopy是指针复制，而aMCopy是对象复制，aMCopy还可以删除或添加其元素。但是需要注意的是，容器内的元素的内容都是指针复制。

(4)、系统的容器类对象情况2：

下面再看另一种情况：

...

NSArray *a = [NSArray arrayWithObjects: [NSMutableString stringWithString: @"a"], @"b", @"c", nil];

NSArray *aCopy = [a copy];

NSMutableArray *aMCopy = [a mutableCopy];

...

aCopy,aMCopy和a指向的都是不一样的对象，但是其中的元素都是一样的，因为元素内容存储的是指针，还是指向同一个位置。看以下代码：

...

NSMutableString *testString = [a objectAtIndex:0];

[testString appendString:@" tail"];

...

然后可以发现三个数组的首元素都被改变。注意，在这里进行赋值的时候，使用testString = @"tail"这样赋值是不行的，因为这样其实是改变了testString的指针指向，将@“tail”临时对象赋给了testString。

(5)、由此可见，对于容器而言，其元素对象始终是指针复制。如果需要元素对象也是对象复制，就需要实现深拷贝：

NSArray *array = [NSArray arrayWithObjects: [NSMutableString stringWithString: @"first"] ,[NSString stringWithString:@"b"], @"c", nil];

NSArray *deepCopyArray=[[NSArray alloc] initWithArray: array copyItems: YES];

NSArray *trueDeepCopyArray = [NSKeyedUnarchiver unarchiveObjectWithData:

[NSKeyedArchiver archivedDataWithRootObject: array]];

trueDeepCopyArray是完全意义上的深拷贝，而deepCopyArray则还不是，对于deepCopyArray内的不可变元素，deepCopyArray使用的还是指针复制。

因为如果容器的某一元素是不可变的，那你复制完后该对象仍旧是不能改变的，因此只需要指针复制即可。这种情况下，哪怕你对容器内的元素重新赋值，也不会影响到其他的容器。举个例子，使用[array objectAtIndex: 0] = @”sd”之后，其他的容器内对象并不会受影响。

[array objectAtIndex: 1]和[deepCopyArray objectAtIndex: 0]尽管是指向同一块内存，但是我们没有办法对其进行修改——因为它是不可改变的。所以指针复制已经足够。所以虽然这并不是完全意义上的深拷贝，但是apple的官方文档将其列为deep copy了。

4、使用Foundation类的copy或mutableCopy方法是，深复制并不是默认执行的。从3中也可以看出，对不可变对象使用copy的效果也仅仅是指针复制。

5、关于实现自定义类的copy方法：

(1)、首先自定义类必须是Foundation类的子类；

(2)、要为自定义类实现copy方法，必须先实现<NSCopying>协议，再重载copyWithZone方法；要为自定义类实现mutableCopy方法，必须先实现<NSMutableCopying>协议，然后重载mutableCopyWithZone方法；因为自定义类的copy和mutableCopy是通过调用copyWithZone和mutableCopyWithZone来实现的；

(3)、以自定义分数类Fraction类为例，它含有两个实例变量：分母d和分子n，要实现这个类的copy方法，首先应该在@interface部分引入<NSCopying>协议：

@interface Fraction: NSObject <NSCopying>

然后在@implementation部分添加以下内容来重载copyWithZone方法：

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

 id newFraction = [[[self class] allocWithZone] init]; 

         //这么写是考虑到可能有子类继承会这个方法

[newFraction setTo: n over: d];   //使用原有的设值方法

return newFraction;

}

(4)、如果父类本身已实现了copy或者mutableCopy方法，那么在重载的过程中应先调用父类的copy方法，再添加附加的内容；

6、在合成设置属性的时候，如果使用以下语句合成属性：

@property (nonatomic, copy) NSString *name;

...

@synthesize name;

...

那么编译器自动生成的setter方法是：

-(void) setName: (NSString *) theName {

if(theName != name)

name = [theName copy];

}

其实也就是使用了copy方法了。

7、属性没有mutableCopy特性。即使是可变的实例变量也是使用copy方法去复制，所以都会生成一个对象的不可变副本。

8、在copy方法中，如果正在复制的实例变量包含不可变的对象（比如不可变的字符串对象），那么系统其实并没有生成这个对象内容的副本。仅仅生成一个对于这个对象的新引用，就足够了，因为反正它也是不可变的，不可能会有改动副本影响到原对象这种情况发生。