集合深浅拷贝以及经常遇到的坑

  

  引言

  根据拷贝内容的不同,分为深浅拷贝

  • 深拷贝:指针赋值,且内容拷贝

  • 浅拷贝:只是简单的指针赋值

  苹果为什么这么设计呢?总结起来很简单:即安全又省内存。但是要理解或者避免踩一些坑,还需要看下面的介绍

  内存

  不得不先说到内存,又不得不说内存分区:程序底层——程序如何在RAMROM运行,内存分配与分区。

  看下面图片:

  

  obj1是定义在函数外部的全局变量,处于全局区;obj2是定义在函数内的局部变量,处于栈区。它们都指向了处于堆区的对象。

  obj1obj2是指针,它们指向的对象是内容,那么现在再看深浅拷贝的现象,或者说执行的结果:浅拷贝只是多个指针指向同一对象内容,深拷贝就是每个指针都指向了一个对象内容,互不影响。

  自定义对象需要自己实现NSCoping协议,一般情况下,自定义对象都是可变对象,本节讨论的也都是针对系统对象指针也是会存在堆区的,比如在block里面我们知道,如果指针使用了__block修饰,那么指针会存放在堆区。

返回值的一些基本规则 无论是集合对象还是非集合对象,在收到copy和mutableCopy消息时,都遵守以下规则:
  • 1 copy返回immutable对象;

  • 2 mutableCopy返回mutable对象;

  那么很简单,可变与不可变对象的转变:

  • 不可变对象可变对象的转换:不可变对象.mutableCopy

  • 可变->不可变:可变对象.copy;

  集合拷贝

  系统提供的集合类型,比如字典、数组、NSSet等集合类型内存基本都是如下结构:集合内存结构图。

  

  我们可以上面代码(代码处于方法内)做个分析,加深对内存的理解。@"123"@"456"是const属性,因此处于常量区,指针str1str2arr局部变量指针处于栈区,@[]数组内容存放位置处于堆区,数组里面的内容存放的是指针str1与str2,当然处于堆区

  其实arr = @[str1,str2]相当于[arraddObject:str1];[arr addObject:str2];,数组里面有两个强指针指向了对象@"123"@"456"

  图中只是字符串是常量所以在常量区,如果他们是NSDate、UIView等等则会处于堆区

  下面的分析也是基于三种程度的拷贝,记为CopyLevel,拷贝层次,简写CL1、CL2、CL3

  • CL1arr数组指针,如果只发生这层拷贝,则和非集合对象一样,是浅拷贝

  • CL2arr数组指针指向的的内容,即存储的对象指针。发生本层拷贝,从非集合角度来说已经发生了内容拷贝,即深拷贝。但从集合角度来说,还是浅拷贝。

  • CL3arr数组里面存储的指针指向的内容,如果发生本层拷贝,可以叫做集合的单层深拷贝。

  毫无疑问,CL1是肯定会进行的。重点就在于CL2CL3.

  不可变集合的copymutableCopy

  下面代码,不可变集合arrM1的copy与mutableCopy。arrM2:mutableCopy,arr:copy

  

  • 根据第一行打印结果:arrM2arr都进行CL1拷贝

  • 第二行打印结果:arrM2arrM1结果不同,说明进行了数组拷贝;arrarrM1结果相同,说明没有,进行数组拷贝

  • 第三行打印结果:都相同,说明指向的内容没有发生拷贝

  可变集合的copymutableCopy

  下面代码,可变集合arrM1的copy与mutableCopy。arrM2:mutableCopy,arr:copy

  

  • 根据第一行打印结果:arrM2arr都进行CL1拷贝

  • 第二行打印结果:结果均不同,说明都进行了数组拷贝;

  • 第三行打印结果:都相同,说明指向的内容没有发生拷贝

  一般结论

  我们知道,对于非集合对象,有如下结论:

  

  集合的单层深拷贝,CL3层的拷贝(one-level-deepcopy)

  我们需要使用-(instancetype)initWithArray:(NSArray<ObjectType> *)arraycopyItems:(BOOL)flag;方法,且flagYES

  

  可以看到,三行打印结果都不一样,即发生了CL3层的拷贝。

  此方法执行后,arrM1集合里的每个对象都会收到copyWithZone: 消息。如果集合里的对象遵循NSCopying 协议,那么对象就会被深拷贝到新的集合,如果没有遵循就直接崩溃了。

  等一等,好像有另一个问题:此方法只是会给集合的每个对象发送copyWithZone:方法,那么对于不可变对象,copyWithZone:的执行还是浅拷贝。读者大概也注意到了,图中示例代码,arrM1数组存的也是可变对象dict1,所以有CL3层的拷贝。那如果arrM1存的不是可变对象呢?结果就是没有CL3层的拷贝,大家可以用代码测试下!

  为啥叫单层深复制呢?因为它只给arrM1数组存的对象发送了copyWithZone:方法,而没有对dict1发送copyWithZone:方法,dict1也是集合,它里面也存放着对象呢。。。即集合里面存放的集合。。。好绕,哈哈。

  另外,除了此方法,集合的解档归档,也是可以实现单层深拷贝的。

  绕的东西就到这里,下面看些感兴趣的东西:

  一些坑

  • Mutablecopy的坑

  有一点需要注意了:copy返回值为不可变对象,如果使用可变对象的接口就会crash。例如:

  

  [arrM copy];返回的是不可变类型,即NSArray,向一个NSArray对象发送addObject消息当然方法找不到崩溃。

  另一个问题,arrNSMutableArray类型,它指向父类NSArray编译器为什么不报错呢?copy返回的是id类型,编译器不会对id(俗称万能指针)进行类型检查,所以会经常看到推荐使用instancetype,而不是id

  下面的类似错误就很常见了:

  

  因为self.arrcopy修饰,那么self.arr = arrM就相当于_arr = [arrM copy]

  • 属性指定为copy,却没有被copy

  

  这里在block里面对str进行操作,居然没有对它进行__block修饰!!!感兴趣可以看看这篇博客:iOS中block的使用、实现底层、循环引用、存储位置

  打印结果:

  

  都是123456self.str被意外改变了,如果将代码_str = str;-->self.str = str;值就不会改变了。因为相当于_str = [str copy];

  所以建议除了在初始化时(init方法中),苹果推荐我们使用_下划线的方式直接访问变量,其它地方尽量使用self.来访问。另外我们还经常getter或者setter方法里面做一些自定义操作,如果_方式则这些自定义操作就不会被执行。而且在block里面使用_方式访问变量会更隐蔽的引起循环引用的问题!

  • setter方法

  

  讲了这些,大家会不会猛然想到

  这样会不会造成_delegate为指向的对象引用计数为0时,系统还会不会将_delegate置为nil?答案是,您多虑了,会的。这和copy不一样。为啥不一样?牵涉到runtime哈希表什么的就不在展开了。。。

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