Objective-C 深复制和浅复制与<NSCopying>协议

最新推荐文章于 2025-11-26 14:34:55 发布

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本文深入解析了深复制和浅复制的概念，并通过Objective-C的具体案例详细介绍了如何实现对象的复制，包括不可变副本和可变副本的创建过程。

1.简单复制只能实现浅拷贝：指针赋值，使两个指针指向相同的一块内存空间，操作不安全。

2. Foundation类已经遵守了<NSCopying>和 <NSMutableCopying>协议,即实现了copy和mutableCopy方法,因此Foundation对象可以使用这些方法创建对象的副本或可变副本

@protocol NSCopying

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

@end

@protocol NSMutableCopying

- (id)mutableCopyWithZone:(NSZone *)zone;

@end

3.用户自定义类遵守<NSCopying>协议和<NSMutableCopying>协议,则必须实现copyWithZone方法和mutableCopyWithZone方法，否则该类对象无法响应copy和mutableCopy消息

4.实现copyWithZone方法，例：

-(id)copyWithZone:(NSZone *)zone

{

Student *stu = [[Student allocWithZone:zone]initWithName:self.name Age:self.age];

return stu;

}

对应main函数中：假设已经有一个Student对象stu1；

则：Student stu2 = [stu1 copy];

实现stu2是stu1的副本，这里是深复制，stu1和stu2分别对应不同内存。

5. 如果你的类产生了子类,那么copyWithZone:方法也将

被继承

Student *stu = [[Student allocWithZone: zone] init];

该方法应该改为: Student *stu = [[[self class] allocWithZone: zone]init];

如果编写一个类的copyWithZone:方法那么子类的方法应该先调用父类的copy方法以复制继承来的copy实例变量.

1 NSCopying与NSMutableCopying协议

用copy方法能得到字符串的不可变副本，而mutableCopy方法能得到字符串的可变副本。

但是如果对自定义的类，我们不能直接使用copy和mutableCopy方法，需要让类遵守NSCopying与NSMutableCopying协议，然后实现继承自协议的copyWithZone:方法和mutableCopyWithZone:方法，这两个方法返回的是对象本身，得到一个对象的副本。

总之，为了保证一个自定义的类的对象使用copy方法产生一个不可变的副本，需要做两步：

1. 让该类继承NSCopying协议。

2. 在类的代码实现部分重写继承自NSCopying协议的CopyWithZone:方法，该方法返回一个该类的不可变对象副本。

为了保证一个自定义的类的对象使用mutableCopy方法产生一个可变的副本，需要做两步：

1. 让该类继承NSMutableCopying协议。

2. 在类的代码实现部分重写继承自NSMutableCopying协议的mutableCopyWithZone:方法，该方法返回一个该类的可变对象副本。

2 深复制和浅复制

代码示例如下：

GKHUser.h

[code]#import <Foundation/Foundation.h>

//继承NSCopying和NSMutableCopying协议
@interface GKHUser : NSObject <NSCopying, NSMutableCopying>
@property (nonatomic, strong) NSMutableString *name;//类似retain类型，引用计数
@property (nonatomic, assign) int age;
@end

GKHUser.m

[code]#import "GKHUser.h"

@implementation GKHUser

//重写copyWithZone:方法
- (id) copyWithZone:(NSZone *)zone {
    NSLog(@"执行copyWithZone:方法");
    //使用zone参数创建一个GKHUser对象
    GKHUser *user = [[[self class] allocWithZone:zone] init];

    user.name = self.name;//这里只是浅复制
    user.age = self.age;
    return user;
}

//重写mutableCopyWithZone:方法
- (id) mutableCopyWithZone:(NSZone *)zone {
    NSLog(@"执行mutableCopyWithZone:方法");
    //使用zone参数创建一个GKHUser对象
    GKHUser *user = [[[self class] allocWithZone:zone] init];

    user.name = self.name;//这里只是浅复制
    user.age = self.age;
    return user;
}
@end

main.m

[code]#import <Foundation/Foundation.h>
#import "GKHUser.h"

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        GKHUser *user1 = [GKHUser new];
        user1.name = [NSMutableString stringWithString:@"李太"];
        user1.age = 10;

        GKHUser *user2 = [user1 copy];//复制不可变副本
        [user1.name appendString:@"白"];
        user2.age = 20;

        NSLog(@"user1的名字为：%@", user1.name);
        NSLog(@"user1的年龄为：%d", user1.age);
        NSLog(@"user2的名字为：%@", user2.name);
        NSLog(@"user2的年龄为：%d", user2.age);

        GKHUser *user3 = [GKHUser new];
        user3.name = [NSMutableString stringWithString:@"张大"];
        user3.age = 30;

        GKHUser *user4 = [user3 mutableCopy];//复制可变副本
        [user3.name appendString:@"彪"];
        user4.age = 40;

        NSLog(@"user3的名字为：%@", user3.name);
        NSLog(@"user3的年龄为：%d", user3.age);
        NSLog(@"user4的名字为：%@", user4.name);
        NSLog(@"user4的年龄为：%d", user4.age);

    }
    return 0;
}

运行main.m结果：

执行copyWithZone:方法

user1的名字为：李太白

user1的年龄为：10

user2的名字为：李太白

user2的年龄为：20

执行mutableCopyWithZone:方法

user3的名字为：张大彪

user3的年龄为：30

user4的名字为：张大彪

user4的年龄为：40

我们从结果中发现，不管是可变复制还是不可变复制，最后修改副本的name属性时候，会导致原始对象的属性也发生修改，为什么呢？因为这里的copyWithZone:和mutableWithZone:方法中对name属性的赋值是浅复制，如下图：

为了达到我们的效果，GKHUser.h和main.m代码不变，而GKHUser.m修改如下：

GKHUser.m

[code]#import "GKHUser.h"

@implementation GKHUser

//重写copyWithZone:方法
- (id) copyWithZone:(NSZone *)zone {
    NSLog(@"执行copyWithZone:方法");
    //使用zone参数创建一个GKHUser对象
    GKHUser *user = [[[self class] allocWithZone:zone] init];

    user.name = [self.name copy];//这里对name指向的对象执行深复制，复制的副本为不可变的字符串
    user.age = self.age;
    return user;
}

//重写mutableCopyWithZone:方法
- (id) mutableCopyWithZone:(NSZone *)zone {
    NSLog(@"执行mutableCopyWithZone:方法");
    //使用zone参数创建一个GKHUser对象
    GKHUser *user = [[[self class] allocWithZone:zone] init];

    user.name = [self.name mutableCopy];//这里对name指向的对象执行深复制，复制的副本为可变的字符串
    user.age = self.age;
    return user;
}
@end

运行main.m结果：

执行copyWithZone:方法

user1的名字为：李太白

user1的年龄为：10

user2的名字为：李太

user2的年龄为：20

执行mutableCopyWithZone:方法

user3的名字为：张大彪

user3的年龄为：30

user4的名字为：张大

user4的年龄为：40

这样就达到了我们的目的，user2是user1的不可变副本，实现了copy方法，而user4是user3的可变副本，实现了mutableCopy方法。

其在内存中的示意图如下：