疯狂iOS讲义，对象复制
- copy与mutableCopy方法
- NSCopying与NSMutableCopy协议
- 浅赋值与深复制
- setter方法的复制选项
NSObject类提供了copy和mutableCopy方法，通过这两个方法即可复制已有对象的副本。本节将会详细介绍关于对象复制的内容。
copy与mutableCopy方法
copy方法用于复制对象的副本。通常来说，copy方法总是返回对象不可修改的副本，即使该对象本身是可修改的。例如，程序调用NSMutableString的copy方法，将会返回不可修改的字符串对象。
mutableCopy方法用于复制对象的可变副本。通常来说，mutableCopy方法总是返回对象可修改的副本，即使被复制的对象本身是不可修改的。调用mutableCopy方法复制出来的副本也是可修改的。例如，程序调用NSString的mutableCopy方法，将会返回一个NSMutableString对象。
无论如何，copy和mutableCopy返回的总是原对象的副本，当程序对复制的副本进行修改是，原对象通常不会收到影响。
如下程序展示了复制对象的效果。
#import<Foundation/Foundation.h>
int main(int argc, char * argv[]) {
@autoreleasepool{
NSMutableString* book = [NSMutableString stringWithString:@"疯狂iOS讲义"];
//复制book字符串的可变副本
NSMutableString* bookcopy = [book mutableCopy];
//修改副本，对原字符串没有任何影响
[bookcopy replaceCharactersInRange:NSMakeRange(2, 3) withString:@"Android"];
//此处看到原字符串的值并没有改变
NSLog(@"book的值为：%@", book);
//字符串副本发生了改变
NSLog(@"bookCopy的值为；%@", bookcopy);
NSString* str = @"fkit";
//复制str（不可变字符串）的可变副本
NSMutableString* strCopy = [str mutableCopy];
//想可变字符串后面追加字符串
[strCopy appendString:@".org"];
NSLog(@"%@", strCopy);
//调用book（可变字符串）的copy方法，程序返回一个不可修改的副本
NSMutableString* bookCopy2 = [book copy];
//由于bookCopy2是不可修改的，因此下面的代码将会出现错误
[bookCopy2 appendString:@"aa"];
}
return 0;
}
从上面的程序可以看出，当程序复制对象的副本后，对副本所做的任何修改，对原始对象本身并没有任何影响。因此可以看到book的值依然是“疯狂iOS讲义”，而bookCopy已经被改为“疯狂Android讲义”。
NSCopying与NSMutableCopy协议
通过copy和mutableCopy方法复制对象的副本使用起来确实很方便，那么自定义类是否可调用copy与mutablecopy方法来复制副本呢？
下面程序先定义一个FKDog类，该FKDog类的接口部分代码如下。
#import <Foundation/Foundation.h>
NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN
@interface FKDog : NSObject
@property (nonatomic, strong) NSMutableString* name;
@property (nonatomic, assign) int age;
@end
NS_ASSUME_NONNULL_END然后为FKDog类提供实现部分，FKDog类实现部分非常简单，此处暂不给出。
接下来程序尝试调用FKDog类的copy方法来复制一个副本。
#import"FKDog.h"
int main(int argc, char * argv[]) {
@autoreleasepool{
FKDog* dog1 = [FKDog new];//创建一个FKDog对象
dog1.name = [NSMutableString stringWithString:@"旺财"];
dog1.age = 20;
FKDog* dog2 = [dog1 copy];//复制副本
}
return 0;
}其中，粗体字代码调用了dog1的copy方法来复制副本。由于FKDog类继承了NSObject，因此编译程序不会有任何问题。运行该程序，将会看到如下错误：
[FKDog copyWithZone:]: unrecognized selector sent to instance 0x7f9d7bc0bb90上面的错误提示：FKDog类找不到copyWithZone方法。可能会有读者感到奇怪：程序只是调用FKDog对象的copy方法，并未调用copyWithZone方法，为何会提示找不到copyWithZone:方法呢？
将复制副本那一行的代码改为如下代码：
//复制对象的可变副本
FKDog* dog2 = [dog1 mutableCopy];再次编译该程序，依然可以通过编译。运行该程序，将会提示如下错误：
[FKDog mutableCopyWithZone:]:unrecognized selector sent to instance 0x7fedc3406b30上面的错误提示：FKDog类找不到mutableCopyWithZone:方法。
从上面的错误不难看出，输入NSObject类提供了copy和mutableCopy方法，但自定义类并不能直接调用这两个方法来复制自身。
为了保证一个对象可调用copy方法来复制自身的不可变副本，通常需要做如下事情。
- 让该类实现NSCopying协议
- 让该类实现copyWithZone:方法
与此同时，为了保证一个对象可以调用mutableCopy方法来复制自身的可变副本，通常需要做如下事情。
- 让该类实现NSMutableCopying协议
- 让该类实现mutableCopyWithZone:方法
当程序调用对象的copy方法来复制自身时，程序底层需要调用copyWithZone:方法来完成实际的复杂工作，copy返回的实际上就是copyWithZone:方法的返回值；当程序调用对象的mutableCopy方法来复制自身时，程序底层需要调用mutableCopyWithZone:方法来完成实际的复制工作，mutableCopy返回的实际上就是mutableCopyWithZone:方法的返回值。
为了保证上面的FKDog类可调用copy方法来复制自身，程序可先FKDog类的接口部分声明实现NSCopying协议；然后在FKDog类的实现部分增加如下copyWithZone:方法。
#import "FKDog.h"
@implementation FKDog
- (id) copyWithZone: (NSZone*)zone {
NSLog(@"--执行copyWithZone:--");
//使用zone参数来创建FKDog对象
FKDog* dog = [[[self class]allocWithZone:zone] init];
dog.name = self.name;
dog.age = self.age;
return dog;
}
@end上面程序让FKDog实现了NSCopy协议，并实现了copyWithZone:方法，在该方法中重新创建了一个FKDog对象，并让该对象的所有属性值与被复制对象的属性值相等，最后返回这个新创建的对象，也就是返回该对象的副本。copyWithZone:(NSZone*)zone方法中的zone参数与不同的存储区有关，通常无须过多的关心该参数，只要将zone参数传给copyWithZone:方法，即可创建该对象的副本。
此时将FKDogTest重写改为如下形式。
#import"FKDog.h"
int main(int argc, char * argv[]) {
@autoreleasepool{
FKDog* dog1 = [FKDog new];//创建一个FKDog对象
dog1.name = [NSMutableString stringWithString:@"旺财"];
dog1.age = 20;
FKDog* dog2 = [dog1 copy];//复制副本
dog2.name = [NSMutableString stringWithString:@"snoopy"];
dog2.age = 12;
NSLog(@"dog1 的名字为：%@", dog1.name);
NSLog(@"dog1 的年龄为：%d", dog1.age);
NSLog(@"dog2 的名字为：%@", dog2.name);
NSLog(@"dog2 的年龄为：%d", dog2.age);
}
return 0;
}从上面的程序可以看出，程序复制了dog1的副本，并将复制的副本赋给dog2变量，接下来可以对dog2的name、age属性重新赋值，这些赋值对dog1不会产生任何影响。编译、运行该程序，可以看到以下输出；
2022-06-02 17:09:04.241577+0800 练习[68996:2944106] --执行copyWithZone:–
2022-06-02 17:09:04.241825+0800 练习[68996:2944106] dog1 的名字为：旺财
2022-06-02 17:09:04.241849+0800 练习[68996:2944106] dog1 的年龄为：20
2022-06-02 17:09:04.241875+0800 练习[68996:2944106] dog2 的名字为：snoopy
2022-06-02 17:09:04.241889+0800 练习[68996:2944106] dog2 的年龄为：12
Program ended with exit code: 0
从上面的程序可以看出，当程序调用FKDog的copy方法来复制自身时，底层实际上调用了copyWithZone:方法来执行实际的复制操作。而且从程序的运行结果可以看出，当程序修改dog2的name、age属性值时，dog1的name、age并未受到任何影响。
可能有读者会感到疑惑，前面介绍copy方法时提到，copy方法应该复制该对象的不可变副本，那此处调用FKDog对象的copy方法复制后怎么依然是一个可变的FKDog对象呢？
这是因为此处的FKDog类没有提供对应的不可变类，自然也就无法复制不可变的FKDog对象。如果程序为FKDog提供了不可变类，当然还是应该让FKDog的copyWithZone:返回不可变的FKDog对象。
需要指出的是，如果重写copyWithZone:方法时，其父类已经实现了NScopying协议，并重写过copyWithZone:方法，那么子类重写copyWithZone:方法应先调用父类的copy方法复制从父类继承得到的成员变量，然后对子类中定义的成员变量进行赋值。
假如父类已经重写了copyWithZone:方法，那么子类重写copyWithZone:方法的格式如下：
- (id) copyWithZone: (NSZone*)zone {
id obj = [super copy];
//对子类定义的成员变量赋值
...
return obj;
}浅赋值与深复制
为了更好地理解浅复制（shallow copy）与深复制（deep copy）的概念，先看如下程序：
程序清单：codes/07/7.3/FKDogTest2.m
#import"FKDog.h"
int main(int argc, char * argv[]) {
@autoreleasepool{
FKDog* dog1 = [FKDog new];//创建一个FKDog对象
dog1.name = [NSMutableString stringWithString:@"旺财"];
dog1.age = 20;
FKDog* dog2 = [dog1 copy];//复制副本
[dog2.name replaceCharactersInRange:
NSMakeRange(0, 2)
withString:@"snoopy"];
//查看dog2、dog1的name属性值
NSLog(@"dog2的name为:%@", dog2.name);
NSLog(@"dog1的name为:%@",dog1.name);
}
return 0;
}上面程序调用了dog1的copy方法复制了一个副本，并将该副本赋给dog2变量，接下来修改了dog2对象的name属性值，输出dog1、dog2两个对象的name属性值。编译、运行该程序，可以看到如下输出：
2022-06-02 19:06:23.966937+0800 练习[69840:2986989] --执行copyWithZone:--
2022-06-02 19:06:23.967130+0800 练习[69840:2986989] dog2的name为:snoopy
2022-06-02 19:06:23.967149+0800 练习[69840:2986989] dog1的name为:snoopy
Program ended with exit code: 0为了向读者更好地说明这个问题，接下来将通过示意图进行说明。程序创建了第一个FKDog对象，并使用dog1指针指向对象后的内存存储示意图如下图（图7.4）所示。
接下来程序复制了一个FKDog对象，查看copyWithZone:方法的代码，看到如下两行:
dog.name = self,name;
dog.age = self.age;其中，dog代表复制出来的对象，此时程序将被复制对象的name复制给dog的name。注意，name只是一个指针变量，该变量中存放的只是字符串的地址，并不是字符串本身。这样赋值的效果是让dog对象的name属性与被复制对象的name属性指向同一个字符串，此时的效果如图7.5所示。
从图7.5可以看出，此时dog1、dog2两个指针分别指向两个不同的FKDog对象，但这两个FKDog对象的name属性都是指针，而且他们都指向同一个NSMutableString对象。这样当程序修改任何一个FKDog的name属性值时，另一个FKDog对象的name属性值也会随着改变。
对于图7.5所示的这种复制方式：当对象的属性时指针变量时，如果程序只是复制该指针的地址，而不是真正复制指针所指向的对象，这种方式就被称为“浅复制”，从上面的程序可以看出，对浅复制而言，在内存中复制了两个对象，这两个对象的指针变量将会指向同一个对象，也就是两个对依然存在共用的部分。
深复制则会采用于此不同的方式，深复制不仅会复制对象本身，而且会“递归”复制每个指针类型的属性，直到两个对没有任何共用的部分。如果将上面的FKDog的copyWithZone:改为如下形式，即可实现深复制。
//为深复制实现的copyWithZone:方法
- (id) copyWithZone: (NSZone*)zone {
NSLog(@"--执行copyWithZone:--");
//使用zone参数创建FKDog对象
FKDog* dog = [[[self class] allocWithZone] init];
//将原对象的name实例变量复制一份副本后复制给新对象的name实例变量
dog.name = [self.name mutableCopy];
dog.age = self.age;
return dog;
}上面程序中并没有简单地将被复制对象的name属性值赋给新对象的name属性，而是先将原对象的naem属性值复制了一份可变副本，再将该可变副本的值赋给新对象的name属性。这样就保证了原FKDog对象与新的FKDog对象之间没有任何共用的部分，这就实现了深复制。
当FKDog实现了深复制之后，再次编译、运行上面的FKDogTest2.m程序，将可以看到两个FKDog对象之间没有任何关联，当一个FKDog对象的name属性值改变时，另一个FKDog对象的name属性值不会收到任何影响。
setter方法的复制选项
前面介绍合成setter和getter方法时提到可以使用copy指示符，copy指示符就是指定当程序调用setter方法复制时，实际上就是将传入参数的副本赋给程序的实例变量。
下面再定义一个FKItem类，该类的接口部分代码如下。
程序清单：codes/07/7.3/FKItem.h
#import <Foundation/Foundation.h>
@interface FKItem: NSObject
@property (nonatomic, copy) NSMutableString* name;
@end上面程序定义name属性时使用了copy指示符，接下来为该FKItem类提供实现部分，实现部分代码很简单，此处不再给出。
使用如下程序来测试FKItem类。
程序清单：codes/07/7.3/FKitemTest.m
在这里插入代码片上面程序先创建了一个FKItem对象，接下来对FKIetm对象的name属性赋值，而且确实赋了一个NSMutableString对象。编译该程序没有任何问题，但运行该程序时会提示如下错误：
*** Terminating app due to uncaught exception ‘NSInvalidArgumentException’, reason: ‘Attempt to mutate immutable object with appendString:’
这段错误提示不允许修改item的name属性值，这是因为程序定义name属性时使用了copy指示符，该指示符指定调用setName:方法时（通过点语法赋值时，实际上是调用对应的setter方法），程序实际上会使用参数的副本对name实例变量赋值。也就是说，setName:方法的代码如下：
- (void) setName: (NSMutableString*)name
{
name = [aname copy];
}copy方法默认是赋值该对象的不可变副本，输入程序传入的是NSMutableString，但程序调用该参数的copy方法得到的是不可变副本。因此，程序赋给FKItem对象的name实例变量的值仍然是不可变字符串。
