iOS Deep Copy & Shallow Copy(深层和浅层复制)

2017-01-20

总概：在复制过程中有浅层 Copy和深层 Copy。从字面意思上理解：浅层 Copy 是仅仅复制指向内存对象，深层 Copy 是复制对象和对象指向的内存。

下面展示浅层 Copy 和深层 Copy 展示：

iOS 深层复制和浅层复制.png

简言之：浅层 Copy 只复制对象内存地址不变，深层 Copy 既复制对象又复制指向的内存 & 内存地址发生改变。

更具复制的对象不同可以分为两种情况：

集合类对象复制
非集合类对象

集合类复制

集合类的浅复制(Shallow Copy)

集合类在浅层复制即时 retain 计数进行 + 1，而且指向内存对象复制添加到新的集合之中。

NSArray *person = [NSArray arrayWithObjects:@"name", @"age", @"school", @"company", nil];
    
NSArray *personShallowCopy = [person copyWithZone:nil];
NSLog(@"person : %p, personCopy : %p", person, personShallowCopy);
    
//打印的结果：
//DeepShallowCopyDemo[31046:7675704] person : 0x604000443d20, personCopy : 0x604000443d20

集合类的深复制(Deep Copy)

集合类深层复制有两种方法可以实现：

1）使用 iOS 提供的 API 的接口

2）使用归档(archive)和解档(unarchive)形式进行

3) 使用系统的 Copy 和 MutableCopy

iOS 给定 API

集合类的深层复制，只需要把 initWithArray:copyItems: 的函数值设置为 YES 就可以实现当前集合类实现深层复制。

NSArray *person = [NSArray arrayWithObjects:@"name", @"age", @"school", @"company", nil];
NSArray *personDeepCopy = [[NSArray alloc] initWithArray:person copyItems:YES];
NSLog(@"person : %p, personCopy : %p", person, personDeepCopy);
//打印的结果：
//DeepShallowCopyDemo[31046:7675704] person : 0x604000443d20, personCopy : 0x604000444080

归档(archive)和解档(unarchive)

NSArray *person = [NSArray arrayWithObjects:@"name", @"age", @"school", @"company", nil];
NSArray *persionArchiveCopy = [NSKeyedUnarchiver unarchiveObjectWithData:[NSKeyedArchiver archivedDataWithRootObject:person]];
NSLog(@"person : %p, personCopy : %p", person, persionArchiveCopy);
//打印的结果：
//DeepShallowCopyDemo[31900:7726351] person : 0x6000004529f0, personCopy : 0x604000255a50

注意：

（1）在集合类的深层复制过程中，需要满足一个前提条件：当前集合类需要实现 NSCoping 或者 NSMutableCopying 协议。否则会抛出异常。
（2）在使用 iOS 提供的 API 中完成的 Copy 是 one-level-deep copy，使用 归档(archive)和解档(unarchive) 完成是真正的深层 Copy。苹果开发文档

使用系统的 `Copy` 和 `MutableCopy`

不可变对象的复制
可变对象的复制

1)不可变对象的复制

下面👇代码实现不可变对象：

NSArray *personCopy = [person copy];
NSMutableArray *personMutableCopy = [person mutableCopy];
    
NSLog(@"person:%p, personCopy:%p, personMutableCopy:%p", person, personCopy, personMutableCopy);
//打印的结果:
//DeepShallowCopyDemo[33871:7842173] person:0x60000025a760, personCopy:0x60000025a760, personMutableCopy:0x60000025ab80

2)可变对象复制

NSMutableArray *family = [NSMutableArray arrayWithObjects:@"father", @"mother", @"sister", @"brother", @"son", @"daughter", nil];
    
NSArray *familyCopy = [family copy];
NSMutableArray *familyMutableCopy = [family mutableCopy];
    
NSLog(@"family:%p, familyCopy:%p, familyMutableCopy:%p", family, familyCopy, familyMutableCopy);
//打印的结果:
//DeepShallowCopyDemo[33871:7842173] family:0x60000025a9d0, familyCopy:0x60000025aca0, familyMutableCopy:0x60000025abe0

根据上面：
(1)不可变 copy 浅复制
(2)可变 copy 单层深复制
(3)不可变 mutableCopy 单层深复制
(4)可变 mutableCopy 单层深复制

非集合类复制

在非集合类实现复制通常使用系统提供的方法：

不可变对象的复制
可变对象的复制

不可变对象复制

下面👇代码实现不可变对象：

NSString *nameCopy = [name copy];
NSMutableString *nameMutableCopy = [name mutableCopy];
    
NSLog(@"name:%p, nameCopy:%p, nameMutableCopy:%p", name, nameCopy, nameMutableCopy);

//打印的结果:
//DeepShallowCopyDemo[32820:7780776] name:0x107356108, nameCopy:0x107356108, nameMutableCopy:0x604000247620

可变对象复制

NSMutableString *mutableName = [NSMutableString stringWithString:@"Jack Jin"];
    
NSString *mutableNameCopy = [mutableName copy];
NSMutableString *mutableNameMutableCopy = [mutableName mutableCopy];
    
[mutableNameCopy stringByAppendingString:@"Bai"];
[mutableNameMutableCopy appendString:@"Bai"];
NSLog(@"mutableName:%p, mutableNameCopy:%p, mutableNameMutableCopy:%p", mutableName, mutableNameCopy, mutableNameMutableCopy);

//打印的结果：
//DeepShallowCopyDemo[33102:7797073] mutableName:0x600000445dc0, mutableNameCopy:0xa00ec83923fb04b8, mutableNameMutableCopy:0x600000445fa0

根据上面：
(1)不可变 copy 浅复制
(2)可变 copy 深复制
(3)不可变 mutableCopy 深复制
(4)可变 mutableCopy 深复制

参考资料：

Copying Collections
NSCopying和NSMutableCopying协议
 Object copying
What is the difference between a deep copy and a shallow copy?