copy 的实现原理与深浅拷贝

首先，从copy开始说，简而言之，copy的目的就是生成一个新的实例，而后把其成员都按原实例赋值。对于非指针型的成员，好比BOOL, int, float，这样的赋值能够直接进行。可是对于指针型的数据，好比Objc中用到的对象，就有Deep Copy和Shallow Copy的区别——这个和在C++中的基本上是同样的：是生成新的成员对象，或是指向同一成员对象。

了解了这点之后，再看看Copy在 Objetive-C中的实现方式。若是要调用一个对象的copy方法，这个对象必须遵循NSCopying的协议。这个协议中规定了一个方法：- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone;咱们就是经过实现这个方法给对象提供拷贝的功能。对于不少现有类，如NSString，NSDictionary，。。。这个方法已经实 现。假设咱们如今自定义了一个类，须要为这个类提供拷贝的功能，就须要本身来动手写CopyWithZone的方法：示例以下：

这个是自定义的类：
@interface Product : NSObject <NSCopying>
{
    NSString *productName;
    float price;
    id delegate;
}

@end

而后咱们须要在Product类中实现NSCopying中的copyWithZone方法：
- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone
{
    Product *copy = [[[self class] allocWithZone: zone]
            initWithProductName:[self productName]
            price:[self price]]; //注意这里，咱们使用了class的allocWithZone的方法建立了一个拷贝，这里假定Product类中有一个 initWithProductName: price:的初始化方法。那么这样调用后就获得了一个Product的副本，并且name和price都已经设置好了

    [copy setDelegate:[self delegate]]; //这里再设置delegate

    return copy; //返回副本
}

那么这样，若是咱们有一个product的实例, 假设为product1，而后调用Product *product2 = [product1 copy];
就会使用咱们上面写的copyWithZone的方法建立一个product1的副本，而后赋值给product2。

这里再以上面方法中的成员delegate为例，解释一下deep copy和shallow copy：

在 copyWithZone方法中，咱们获得了一个新的product实例，可是delegate是个对象，因此在副本中，咱们能够选择建立一个新的 delegate对象（deep copy），或是指向同一个delegate（shallow copy）。这个就取决于Product类中的setDelegate:方法了。你能够选择在setDelegate的时候，copy，也可让它们都指 向同一个对象（可是须要retain，缘由能够本身思考一下），固然，简单assign在某种状况下也是能够的。

假设在Product类中有setDelegate:方法，或是有delegate的property：
- (void)setDelegate: (id)aDelegate
{
       [delegate release];
       delegate = [delegate copy];
}

这 样就是一个深拷贝了，由于使用了delegate的copy方法获得了一个delegate的副本。至于如何获得delegate的副本，就要看 delegate的copyWithZone方法的实现了，不在这个层面的考虑中。也就是说，copy老是一中“递归”的形式，从上到下，咱们能够一层一 层的考虑。

- (void)setDelegate: (id)aDelegate
{
     [delegate release];
     delegate = [aDelegate retain];
}
这样操做后，delegate和aDelegate为同一对象，可是为了内存管理方面的要求，咱们调用了retain来将reference count加了一。固然，若是不须要了，还能够直接赋值（assign）：
- (void)setDelegate: (id)aDelegate
{
    delegate = aDelegate
}

你能够把这个例子本身实现一下，而后用log打一打内存，这个结构就很明了了。

而后再说一下可变副本（mutable copy）和不可变副本(immutable copy)：
可变和不可变的概念，咱们以前经过NSDictionary和NSMutableDictionary的区别了解过。
一 般来讲，若是咱们的某个类须要区别对待这两个功能——同时提供建立可变副本和不可变副本的话，通常在NSCopying协议规定的方法 copyWithZone中返回不可变副本；而在NSMutableCopying的mutableCopyWithZone方法中返回可变副本。而后调 用对象的copy和mutableCopy方法来获得副本。

举个例子：
NSDictionary类已经遵循了NSCopying和NSMutableCopy的协议，也就是说咱们能够调用它的copy和mutableCopy来获得不可变和可变的副本，程序以下：

    NSDictionary *testDict = [[NSDictionary alloc]initWithObjectsAndKeys:@"hello", @"test",nil];
    NSDictionary *destDict = [testDict copy];
    NSLog(@"test Dict:%p,retain Count: %d\ndest Dict:%p, retain Count: %d",testDict,[testDict retainCount],destDict,[destDict retainCount]);

这个在我机器上的运行结果为：
test Dict:0x11f220, retain Count: 2
dest Dict:0x11f220,retain Count: 2
看 起来，两个dict指向了同一片内存区域，可是retainCount加了1。这点须要理解一下，由于咱们使用NSCopying方法要返回一个不可变对 象。并且原来的testDict也是不可变的，那么这里的“副本”也就没多大意义了（这就如同使用字符串常量时，系统会为咱们优化，声明了多个字符串，但 是都是常量，且内容相等，那么系统就只为咱们申请一块空间，这个道理是同样的）。既然都不可变，那么指向同一个空间就能够了。这里的copy和 retain没什么区别。

咱们使用copyWithZone的方法返回immutable的对象，而无论原来的是可变的或是不可变的。咱们再看一下以下代码：
    NSMutableDictionary *testDict = [[NSMutableDictionary alloc]initWithObjectsAndKeys:@"hello", @"test",nil];
    NSMutableDictionary *destDict = [testDict copy];
    NSLog(@"test Dict:%p,retain count:%d\ndest Dict:%p,retain count:%d",testDict,[testDict retainCount],destDict,[destDict retainCount]);
    [destDict setObject:@"what" forKey:@"test2"];

NSMutableDictionary是可变的，该代码在我机器上运行的结果为：
test Dict:0x20dcc0,retain count:1
dest Dict:0x209120,retain count:1
*** -[NSCFDictionary setObject:forKey:]: mutating method sent to immutable object
可 以看到由于咱们调用了可变对象的copy方法，这个不像以前的例子中同样，只是retain了一下。这里的test dict和dest Dict已是两个对象了，可是，copyWithZone的方法返回的是不可变的对象，所以以后的setObject: forKey:方法会出现错误。

下面这样改一下就OK了。

    NSMutableDictionary *testDict = [[NSMutableDictionary alloc]initWithObjectsAndKeys:@"hello", @"test",nil];
    NSMutableDictionary *destDict = [testDict mutableCopy];
    NSLog(@"test Dict:%p,retain count:%d\ndest Dict:%p,retain count:%d",testDict,[testDict retainCount],destDict,[destDict retainCount]);
    [destDict setObject:@"what" forKey:@"test2"];
    NSLog(@"destDict:%@",destDict);
运行结果为：
test Dict:0x123550,retain count:1
dest Dict:0x10a460,retain count:1

destDict:{
    test = hello;
    test2 = what;
由于咱们使用了mutableCopy来获得了一个可变副本。

Note：对于系统提供的全部既支持NSCopying，又支持NSMutableCopying的类。
copy方法，获得的是不可变对象，无论之前的是可变仍是不可变。
mutableCopy方法，获得的是可变对象，无论之前的是可变仍是不可变。