内存管理（五）copy

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一、拷贝

关于拷贝，要了解两个点：

为什么要拷贝？

如何拷贝？

二、纯量类型的拷贝

那么b就获得了一份a的拷贝，b和a的内存地址是不同的，他们各占不同的内存区域。

但是如果你这种方式企图复制一个Core Foundation对象，那么复制的仅仅是对象的引用，而对象本身并没有得到实际的复制。

纯量类型的拷贝简单直接，而对象类型的拷贝，就复杂的多。原因在于两点：

对象类型有不同的分类，主要分为容器类对象和非容器类对象；

对象类型要处理更复杂的结构，针对对象中成员变量的处理；

三、非容器类对象

我们先从最常用的字符串对象说起，不过不管是容器类对象还是非容器类对象，copy返回不可变对象，mutablecopy返回可变对象。

3.1 NSString

对NSString对象进行copy是浅拷贝，而mutableCopy是深拷贝。我们可以简单理解：

copy是为了拷贝出一个不可变对象，而NSString源对象本身就是不可变对象，系统为了性能和内存优化的考虑，自然只简单增加引用，进行浅拷贝。

mutableCopy是为了拷贝出一个可变对象，其在之后可能改变，那么为了不影响源NSString对象，自然要拷贝出一个新对象，进行深拷贝。

针对上面的理解，系统和我们的理解其实是完全一致的。看下面代码实例：

上面的打印，与预想中的有所出入：

三个str对象的指针出入巨大，按理说，三个对象均分配在堆中，应该是前后的关系。

三个str对象的引用计数更让人摸不着头脑，按上面的分析，str1、str2的引用计数为2，而不是1，何况1又是什么引用计数。

其实这两个问题，本质上，都是由于Tagged Pointer计数引起的。

Tagged Pointer对象会将数据，即"123"，直接存入指针，而str1为什么要采用Tagged Pointer，str3不用，因为系统对str1进行Tagged Pointer存储，好处很多，也不会有变化的可能。而str3是可变对象，就导致了其不可能存在于指针中，否则每次改变都要检查指针是否可以存储，这样实际更为浪费。

NSSting拷贝总结：

非容器类不可变对象的copy是浅拷贝；

非容器类不可变对象的mutableCopy是深拷贝。

3.2 NSMutableString

针对可变字符串对象NSMutableString对象，假如源对象为str1，分别进行两种拷贝操作：

copy：str1是可变对象，要产生一个不可变对象，所以只能新建对象，即深拷贝。

mutableCopy：str1是可变对象，要产生另外一个可变对象，而且两个可变对象之间不能相互影响，当然也是新建对象，即深拷贝。

如下是，代码示例：

NSMutableString拷贝总结：

非容器类可变对象的copy、mutableCopy都是深拷贝。

四、容器类对象

其实在上面，理解了非容器内对象拷贝的本质，或者对象拷贝的本质之后，你会发现只要遵循：

拷贝的目的：拷贝得到的目标对象与源对象互不影响；

拷贝方法：copy拷贝得到不可变对象，mutableCopy拷贝得到可变对象。

再从系统对对象的存储优化及性能方面出发，就能对拷贝这回事，理解的八九不离十。

两个不可变对象，是否有必要保留两份内存对象？

Tagged Pointer技术什么时候使用，效率最大化？

4.1 NSArray

针对容器对象，我们对容器本身，可以直接得知：copy是浅拷贝，mutableCopy是深拷贝的结论。主要看容器内的元素如何：

最后我们发现，容器内元素不管是哪种拷贝，都是浅拷贝。

NSArray拷贝总结：

不可变对象的copy是浅拷贝，不可变对象的mutableCopy是深拷贝；

容器内元素都是浅拷贝。

4.2 NSMutableArray

遵循上面方式，我们直接如下有测试代码：

NSMutableArray拷贝总结：

可变对象的copy，mutableCopy都是深拷贝；

容器内元素都是浅拷贝。

4.3 元素的深拷贝

针对容器对象的讨论似乎到此结束了，但是我们有个需求：如何对容器内的元素进行深拷贝。系统给我们提供了两种方案：

4.3.1 copyItems

调用容器类对象的copyItems方法：

如下：

copyItems为YES，表示将对容器内元素最顶层结构的对象发送copyWithZone:消息，比如在上面只对strArr发送copyWithZone:，而其内部的元素@"a"并不会发送。

这样就会有一个问题，拷贝后获得的容器对象，其中的元素很大程度上依赖元素各自的copyWithZone:实现，因此可能会导致拷贝后，对象类型改变，比如容器内为NSMutableArr对象元素拷贝后，成了NSArray类型。

4.3.2 NSCoding协议

容器内的元素都实现NSCoding协议，并且通过NSKeyedArchiver归档对象，然后通过NSKeyedUnarchiver解档对象，能成功将对象进行全面的拷贝，不但是深拷贝，而且能保证对象类型不会变化。

但是，该实现有个缺陷，就是成本过高，性能较差。

下面是NSCoding协议实现的一个示例：

五、自定义对象的拷贝

如果自定义对象想要支持copy操作，需要将自定义类实现NSCopying协议，该协议有如下方法支持copy操作。

另外，要支持mutabCopy，需要实现NSMutableCopying的-mutableCopyWithZone:方法。

实现如下：

六、属性

作为@property内存管理语义的一个，copy的setter实现，我们在内存管理（三）MRC与ARC有提到：

此时，需要注意的一个问题是，如下声明：

声明了一个NSMutableArray的属性data，并且定义了copy，那么不管最后在使用的时候，传入的是可变还是不可变的数组，最后data都是不可变对象。使用时，注意不要产生崩溃。

解决之道，就是将copy声明改为strong。

参考

链接

Collections Programming Topics

NSString retain count -1

示例代码

copy