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iOS 中的 Copying

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Copying 在 iOS 中有很多概念，例如浅拷贝与深拷贝、copy 与 mutableCopy、NSCopying 协议，一直想彻底搞明白这些概念，刨根问底不搞懂不罢休嘛。于是搜 Google 看了一些博客，又去翻了 Apple 相关的文档，发现网上许多博客都理解错了，下面说说自己的理解。

浅拷贝与深拷贝

对于浅拷贝（Swallow Copy）与深拷贝（Deep Copy），经常看到这样的说法：浅复制是指针拷贝，仅仅拷贝指向对象的指针；深复制是内容拷贝，会拷贝对象本身。 这句话并没有说错，但需要注意的是指针/内容拷贝针对的是谁，无论浅拷贝还是深拷贝，被拷贝的对象都会被复制一份，有新的对象产生，而在复制对象的内容时，对于被拷贝对象中的指针类型的成员变量，浅拷贝只是复制指针，而深拷贝除了复制指针外，会复制指针指向的内容。下面我们以 Apple 官方文档中的图片进行说明：

Object Copy

对普通对象 ObjectA 进行 copy，无论浅拷贝还是深拷贝，都会复制出一个新的对象 ObjectB，只是浅拷贝时 ObjectA 与 ObjectB 中的 textColor 指针还指向同一个 NSColor 对象，而深拷贝时 ObjectA 和 ObjectB 中的 textColor 指针分别指向各自的 NSColor 对象（NSColor 对象被复制了一份）。

Collection Copy

对集合对象 Array1 进行 copy，无论浅拷贝还是深拷贝，都会复制出一个新的对象 Array2，只是浅拷贝时 Array1 与 Array2 中各个元素的指针还指向同一个对象，而深拷贝时 Array1 和 Array2 中各个元素的指针分别指向各自的对象（对象被复制了一份）。

Copy 与 MutableCopy

在说明 copy 与 mutableCopy 之前，我们思考一下：拷贝的目的是什么？在动态库加载时，只读的 TEXT 段是被所有使用动态库的程序共享的， 而可写的 DATA 段会使用 COW（Copy On Write）技术，当某个程序需要修改 DATA 段时会拷贝一份，供此程序专用。因此，拷贝的目的主要用于拷贝一份新的数据进行修改，而不会影响到原有的数据。如果不修改，拷贝就没有必要。

在 iOS 中，有一些系统类根据是否可变进行了区分，例如 NSString 与 NSMutableString，NSArray 与 NSMutableArray 等。为了在两者之间进行转换（我理解这是主要目的），NSObject 提供了 copy 与 mutableCopy 方法， copy 复制后对象是不可变对象，mutableCopy 复制后对象是可变对象。对象有不可变对象和可变对象，复制方法有 copy 和 mutableCopy，因此存在四种情况：

  1. 不可变对象 copy：对象是不可变的，再复制出一份不可变对象没有意义，因此根本没有发生任何拷贝，对象只有一份。
  2. 不可变对象 mutableCopy：可变对象的能够修改，原来的不可变对象不支持，因此需要复制出一个新对象，是浅拷贝。
  3. 可变对象 copy：不可变对象不能修改，原来的可变对象不支持，因此需要复制出新对象，是浅拷贝。
  4. 可变对象 mutableCopy：可变对象的修改不应该影响到原来的可变对象，因此需要复制出新对象，是浅拷贝。

如何进行深拷贝呢？

对于集合类型的对象，将 initWithArray:copyItems: 第二个参数设置成 YES 时，会对集合内每一个元素发送 copyWithZone: 消息，元素进行复制，但是对于元素中指针类型的成员变量，依然是浅拷贝，因此这种拷贝被称为单层深拷贝（one-level-deep copy）。

如果想进行完全的深拷贝，可以先通过 NSKeyedArchiver 将对象归档，再通过 NSKeyedUnarchiver 将对象解归档。由于在归档时，对象中每个成员变量都会收到 encodeWithCoder: 消息，相当于将对象所有的数据均序列化保存到磁盘上（可以看成换了种数据格式的拷贝），再通过 initWithCoder: 解归档时，就将拷贝过的数据经过转换后读取出来，深拷贝。

NSCopying

如果自定义的类也想要支持 copy 和 mutableCopy 方法，就需要实现 NSCopying 和 NSMutableCopying 协议。在实现 copyWithZone: 方法时需要注意：

  • copyWithZone: 相当于新创建一个对象，并将当前对象的值复制到新创建的对象中。设置时应直接访问成员变量而不是通过属性访问。
  • 直接从 NSObject 继承的类，应使用 [[[self class] allocWithZone:zone] init]，使得在创建新对象时能够使用正确的类。
  • 父类中已经实现了 copyWithZone: 时，应先调用父类的方法，让父类创建对应的对象（self class 能保证创建对象是正确的），并拷贝父类中定义的成员变量。
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- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone {
    YourClass *object = [super copyWithZone:zone];
    _property = xxx;
    return object;
}

参考：