如何让自定义对象支持 copy 操作?是重写 copy 方法么?当然不是,而是需要让自定义类实现 NSCopying 协议,该协议只有一个方法:

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

以前开发程序时,会把内存分成不同的“区”,而对象会创建在某个区里。现在不用了,每个程序只有一个“默认区”(default zone),实现该方法时,不必担心其中的 zone 参数。例如,我们要让自定义的 ACLStudent 类支持拷贝功能,则可以像如下这样:

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ACLStudent.h

@interface ACLStudent : NSObject <NSCopying>

@property (nonatomic, assign, readonly) NSInteger studentId;
@property (nonatomic, copy, readonly) NSString *firstName;
@property (nonatomic, copy, readonly) NSString *lastName;

- (instancetype)initWithStudentId:(NSInteger)studentId firstName:(NSString *)firstName lastName:(NSString *)lastName;
@end
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ACLStudent.m

@implementation ACLStudent

- (instancetype)initWithStudentId:(NSInteger)studentId firstName:(NSString *)firstName lastName:(NSString *)lastName {
self = [super init];
if (self) {
_studentId = studentId;
_firstName = [firstName copy];
_lastName = [lastName copy];
}

return self;
}

- (instancetype)copyWithZone:(NSZone *)zone {
ACLStudent *copy = [[[self class] allocWithZone:zone] initWithStudentId:_studentId firstName:_firstName lastName:_lastName];

return copy;
}

+ (BOOL)accessInstanceVariablesDirectly {
return YES;
}

@end

上例中 copyWithZone: 方法使用了全能初始化方法(designated initializer)来执行拷贝对象的所有初始化工作。这里需要注意,对于未能在全能初始化方法中设置好的变量,需要在 copyWithZone: 方法中做特殊处理。例如,如果在 ACLStudent 类中增加一个变量,来存储当前学生所选选修课的科目,完整代码变成如下:

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ACLStudent.h

@class ACLCourse;
@interface ACLStudent : NSObject <NSCopying>

@property (nonatomic, assign, readonly) NSInteger studentId;
@property (nonatomic, copy, readonly) NSString *firstName;
@property (nonatomic, copy, readonly) NSString *lastName;

- (instancetype)initWithStudentId:(NSInteger)studentId firstName:(NSString *)firstName lastName:(NSString *)lastName;

- (void)addElective:(ACLCourse *)course;

- (void)removeElective:(ACLCourse *)course;
@end
--------

@implementation ACLStudent {
NSMutableSet *_electives; /**< 选修科目 */
}

- (instancetype)initWithStudentId:(NSInteger)studentId firstName:(NSString *)firstName lastName:(NSString *)lastName {
self = [super init];
if (self) {
_studentId = studentId;
_firstName = [firstName copy];
_lastName = [lastName copy];

_electives = [NSMutableSet new];
}

return self;
}

- (void)addElective:(ACLCourse *)course {
[_electives addObject:course];
}

- (void)removeElective:(ACLCourse *)course {
[_electives removeObject:course];
}

- (instancetype)copyWithZone:(NSZone *)zone {
ACLStudent *copy = [[[self class] allocWithZone:zone] initWithStudentId:_studentId firstName:_firstName lastName:_lastName];
copy->_electives = [[NSMutableSet alloc] initWithSet:_electives copyItems:YES];

return copy;
}

+ (BOOL)accessInstanceVariablesDirectly {
return NO;
}

@end

注意全能初始化方法和 copyWithZone: 方法实现的变化, 这里我们对 _electives 对象执行的是深拷贝。

假如我们想让自定义对象支持 mutableCopy 操作,那又应该怎么操作呢?这需要自定义对象遵循 NSMutableCopying 协议, 该协议也只有一个方法:

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

其与 copy 相似,也是使用默认的 zone 参数来调用 mutableCopyWithZone:

如果类分为可变版本和不可变版本,那么就应该实现 NSMutableCopying, 且在可变类中覆写 copyWithZone: 方法时,应该返回一份不可变的版本。无论当前实例是否可变,若需获取其可变版本的拷贝,均应调用 mutableCopy 方法,若需不可变的拷贝,则总应该调用 copy 方法。例如对于不可变的 NSArray 和可变的 NSMutableArray,以下关系总是成立:

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- [NSMutableArray copy] => NSArray
- [NSArray mutableCopy] => NSMutableArray

如何对 NSArray 执行深拷贝呢?苹果官方文档 Copying Collections 提供了以下两种方法。

方法1:

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NSArray *deepCopyArray=[[NSArray alloc] initWithArray:someArray copyItems:YES];

这种方式执行拷贝时,someArray 中的可变对象是执行深拷贝,而对于不可变对象,仍然执行的是浅拷贝。

方法2:

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NSArray *trueDeepCopyArray = [NSKeyedUnarchiver unarchiveObjectWithData:[NSKeyedArchiver archivedDataWithRootObject:oldArray]];

这种方式实现的是真正意义上的深拷贝,oldArray 中所有元素都是深拷贝。

那么 copymutableCopy 返回的对象是执行的深拷贝还是浅拷贝呢?这篇博客 [copy与mutableCopy][] 对系统对象执行 copymutableCopy 时到底执行的深拷贝还是浅拷贝进行了讨论。其中系统对象分为了两类:

  • 系统的非容器类对象,如 NSStringNSMutableStringNSNumber 等。
  • 系统的容器类对象,如 NSArrayNSMutableArrayNSDictionaryNSMutableDictionary 等。

现把结论摘抄如下:

  1. 对于系统的非容器类对象,如果对一不可变对象(如 NSString)复制,copy 是指针复制(浅拷贝)和 mutableCopy 就是对象复制(深拷贝); 如果是对可变对象(如 NSMutableString)复制,copymutableCopy 都是深拷贝,但是 copy 返回的对象是不可变的。
  2. 对于系统的容器类对象,对不可变对象(如 NSArray)进行复制,copy 是指针复制(浅拷贝), mutableCopy 是对象复制(深拷贝), 但是不管是 copy 还是 mutableCopy, 且不论容器内对象是可变还是不可变,返回的容器内对象都是指针复制(浅拷贝)。
  3. 对于系统的容器类对象,对可变对象(如 NSMutableArray)进行复制时,copymutableCopy 都是对象复制(深拷贝),但是不管是 copy 还是 mutableCopy,且不论容器内对象是可变还是不可变,返回的容器内对象都是指针复制(浅拷贝)。

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