关于ios的copy，你应该知道这些

什么是copy？什么是iOS的copy？

copy主要用于copy一份新的数据并与原数据相互独立存在。

对于基本数据类型（非对象）而言，一般会叫赋值操作，即将非对象的值赋予另外一个非对象。

对于对象而言，iOS中是用指针来操作的。因此，对于其赋值操作相当于copy了指针，使得源指针和新指针都指向同一个对象。对于copy操作，分为浅拷贝和深拷贝两种类型，下面会详述。

在 iOS 中并不是所有的对象都支持 copy/mutableCopy，遵守 NSCopying 协议的类可以发送 copy 消息，遵守 NSMutableCopying 协议的类可以发送 mutableCopy 消息。假如对一个没有遵守上述两协议的对象发送了 copy 或者 mutableCopy，那么就会发生异常。因此对于自定义对象，需要做相应的处理，下面会详述。

iOS中属性的copy修饰符

举例如下

@property (nonatomic, copy) NSString *s;

其setter方法默认为：

 - (void)setS:(NSString *)s {
    _s = [s copy];
}

要想设置该对象的特性为copy，该对象必须遵守NSCopying协议，Foundation类默认实现了NSCopying协议，所以只需要为自定义的类实现该协议即可。此外即使定义实例变量时使用了可变类型，但是要使用了copy修饰符，实例变量实际得到的值也是不可变的。

不可变拷贝（copy）还是可变拷贝（mutableCopy）？

对象分不可变对象和可变对象，复制方法有 copy 和 mutableCopy。
copy 返回的是不可变对象（immutableObject），mutableCopy 返回的是可变对象（mutableObject）

浅拷贝（Shallow Copy）还是深拷贝（Deep Copy）？

无论浅拷贝还是深拷贝，被拷贝的对象都会被复制一份，有新的对象产生，而浅拷贝只是复制指针，源对象的引用计数器＋1，其实相当于做了一次 retain 操作。而深拷贝会复制指针指向的内容，源对象引用计数器不变，赋值对象的引用计数器设置为 1。举例来描述一下：

对普通对象 ObjectA 进行 copy，无论浅拷贝还是深拷贝，都会复制出一个新的对象 ObjectB，只是浅拷贝时 ObjectA 与 ObjectB 中的指针还指向同一个对象，而深拷贝时 ObjectA 和 ObjectB 中的指针分别指向各自的对象（对象内容被复制了一份）。

一句话总结：浅拷贝是指针拷贝，深拷贝是内容拷贝。

浅拷贝和深拷贝的区别来源于copyWithZone:方法的实现。浅拷贝拷贝出来的对象与源对象地址一致，修改拷贝对象的值会直接影响源对象的值。深拷贝出来的对象与源对象地址不一致，修改拷贝对象的值对源对象的值没有任何影响。深拷贝是直接拷贝整个对象内容到另一块内存中。

浅拷贝和深拷贝.png

原生对象的拷贝

先抛结论：
只有不可变对象创建不可变副本（copy）才是浅拷贝，其它都是深拷贝。
大家带着结论阅读下面的详细阐述：

系统的非容器类（非集合类）对象的copy与mutableCopy

系统的非容器类对象指的是 NSString，NSNumber 这些不能包含其他对象的对象。在非集合类对象中，对不可变对象进行copy操作，是浅拷贝，mutableCopy操作是深拷贝。对可变对象进行copy和mutableCopy都是深拷贝，但是 copy 返回的对象是不可变的。
（Foundation对于不可变复制对象而言，copy方法做了优化，不会开辟新的内存，是浅拷贝，相当于retain）

用代码简单表示如下：

NSString *str = @"hello world!";
NSString *strCopy = [str copy] // 浅拷贝，strCopy与str的地址一样
NSMutableString *strMCopy = [str mutableCopy] // 深拷贝，strMCopy与str的地址不一样

NSMutableString *mutableStr = [NSMutableString stringWithString: @"hello world!"];
NSString *strCopy = [mutableStr copy] // 深拷贝，但strCopy不可变
NSMutableString *strMCopy = [mutableStr mutableCopy] // 深拷贝

系统非容器类对象的拷贝.png

系统的容器类（集合类）对象

系统的容器类对象指 NSArray，NSDictionary 等可以容纳其他对象的对象。对于容器类本身，上面讨论的结论也是适用的，需要探讨的是复制后容器内对象的变化。集合对象的深拷贝仅限于对象本身，对集合内的对象元素仍然是浅拷贝，即单层内容复制。默认只拷贝容器对象本身，不复制其中的数据。这样做的目的是，容器内的对象未必都能拷贝，而且调用者也未必想在拷贝容器时一并拷贝其中的某个对象）。

举例描述为：

NSArray *arr = @[@[@"a", @"b"], @[@"c", @"d"];
NSArray *copyArr = [arr copy]; // 浅拷贝
NSMutableArray *mCopyArr = [arr mutableCopy]; //深拷贝，但单层内容复制

NSMutableArray *array = [NSMutableArray arrayWithObjects:[NSMutableString stringWithString:@"a"],@"b",@"c",nil];
NSArray *copyArr = [mutableArr copy]; // 深拷贝，单层内容复制
NSMutableArray *mCopyArr = [mutableArr mutableCopy]; // 深拷贝，单层内容复制

系统的容器类对象的拷贝.png

一般来说，完全深复制的实现复杂度会大一些，尤其是当该对象包含大量的指针类型的实例变量时，如果某些实例变量里再次包含指针类型的实例变量，那么实现完全深复制会更加复杂。那如果确实需要进行深拷贝，那有什么方法吗？当然是有的：

集合的单层深复制 (one-level-deep copy)
可以用 initWithArray:copyItems: 将第二个参数设置为YES即可实现单层深复制，如

    NSMutableArray *copyArray = [[NSMutableArray alloc] initWithArray:array copyItems:YES];

如果你用这种方法深复制，集合里的每个对象都会收到 copyWithZone: 消息。同时集合里的对象需遵循 NSCopying 协议，否则会崩溃。

A true deep copy
使用归档来实现:

// 使用归档/反归档拷贝
NSMutableArray *trueDeepCopyArray = [NSKeyedUnarchiver unarchiveObjectWithData:[NSKeyedArchiver archivedDataWithRootObject: array]];

结合我们常用的stringWithString:和arrayWithArray:方法再来与拷贝对照：

NSString *t1 = @"hello world";
NSString *t2 = [NSString stringWithString:t1];
NSLog(@"[test]%p,%p",t1,t2);//[test]0x10a403e40,0x10a403e40，浅拷贝
NSMutableString *t3 = [NSMutableString stringWithString:t2];
NSLog(@"[test]%p,%p",t2,t3);//[test]0x10332fe40,0x6000029f6280，深拷贝

NSArray *a1 = @[t1,t2,t3];
NSArray *a2 = [NSArray arrayWithArray:a1];//[test]0x600001b9ed60,0x600001b9edf0，深拷贝
NSLog(@"[test]%p,%p",a1,a2);
NSArray *a3 = [a1 copy];//[test]0x600001c2e280,0x600001c2e280，浅拷贝
NSLog(@"[test]%p,%p",a1,a3);
NSMutableArray *a4 = [NSMutableArray arrayWithArray:a1];//[test]0x600002122fd0,0x6000021564c0，对象本身深拷贝
NSLog(@"[test]%p,%p",a1,a4);
NSLog(@"[test]%p,%p",a1.firstObject,a4.firstObject);//[test]0x10d38fe40,0x10d38fe40，里层对象浅拷贝
NSMutableString *t4 = [NSMutableString stringWithString:t1];
[a4 replaceObjectAtIndex:0 withObject:t4];
NSMutableArray *a5 = [[NSMutableArray alloc] initWithArray:a4 copyItems:YES];//[test]0x600003b34a80,0x600003b473c0，深拷贝
NSLog(@"[test]%p,%p",a4,a5);
NSLog(@"[test]%p,%p",a4.firstObject,a5.firstObject);//[test]0x600003b472d0,0x6000035695e0，单层深拷贝

自定义对象的拷贝

iOS中自定义对象的类并没有默认遵守copy的协议。如果想自定义对象支持copy，就必须遵守 NSCopying，并且实现 copyWithZone: 方法，同理mutableCopy 需遵守 NSMutableCopying，并且实现 mutableCopyWithZone: 方法。

在实现 copyWithZone: 方法时需要注意：copyWithZone: 相当于新创建一个对象，并将当前对象的值复制到新创建的对象中。

直接从 NSObject 继承的类，应使用 [[[self class] allocWithZone:zone] init]，使得在创建新对象时能够使用正确的类。
父类中已经实现了 copyWithZone: 时，应先调用父类的方法，让父类创建对应的对象（self class 能保证创建对象是正确的），并拷贝父类中定义的成员变量。

copyWithZone.png

与copy相关的面试可能遇到的问题

讲一讲iOS中的copy和retain
copy创建的新对象也是强引用，在iOS中分为浅拷贝和深拷贝。浅拷贝是指针复制，与源对象指向同一内存地址，源对象的引用计数器会＋1。深拷贝是内容拷贝，两个对象内容相同，新的对象 retain 为 1 ，与旧有对象的引用计数无关，旧有对象没有变化。copy 会减少对象对上下文的依赖。
retain 属性表示两个对象地址相同，内容也相同，这个对象的引用计数器+1。
为什么NSString类型的成员变量的修饰属性用copy而不是strong呢？
因为有时候赋给该成员变量的值是NSMutableString类型的，这时候如果修饰符是strong，那成员变量的值就会随着被赋值对象的值的变化而变化。若是用copy修饰，则对NSMutableString类型的值进行了一次深拷贝，成员变量的值就不会随着被赋值对象的值的改变而改变。
对NSMutableString用copy修饰会有什么问题？
答：对NSMutableString用copy修饰得到的是不可变类型NSString对象，如果再对这个对象进行改变会crash。
NSString与NSMutableString的区别主要是：NSMutableString对象所指向内存地址中的内容可以被修改，而NSString对象所指向内存地址中内容不能被修改，但NSString对象不是常量，可以通过为NSString对象重新分配一块内存来改变其指向的内容。