集合对象可变与不可变的那点事

在文章 NSString NSMutableString 可变与不可变的那些事儿 分享了关于 NSString 和 NSMutableString 与 copy 以及 mutableCopy 之间的点滴。

今天跟大家分享一下集合类数据的可变与不可变性，再结合 copy 以及 mutableCopy 说一说注意事项。如果你仔细看过 NSString NSMutableString 可变与不可变的那些事儿 这篇文章，那么接下来看本篇会很轻松。

本篇内容主要涉及以下几个方面:

• 在 OC 中的集合对象
• 集合对象的 copy、mutableCopy
• 可变与不可变集合对象之间等号赋值
• property 中的集合对象的 copy 和 strong
• 实际案例分析

为了说明问题，这里，我选用数组(NSArray)作为集合对象的代表，其他的集合类以此类推即可。

集合对象

在 Objective-C 中，非集合类对象指的是 NSString 、 NSNumber 、 NSValue 之类的对象，除了 NSString 有对应的可变类 NSMutableString 外， NSNumber 、 NSValue 都没有可变类与其对应。

集合类对象是指 NSArray 、 NSMutableArray 、 NSDictionary 、 NSMutableDictionary 、 NSSet 、 NSMutableSet 之类的对象。

集合对象的 copy、mutableCopy

看一个具体例子，请接着看下面的示例代码和说明。

例子1：NSArray 的 copy、mutableCopy

NSArray *array = [NSArray arrayWithObjects:@"veryitman.com", nil];
NSLog(@"array addr: %p, array: %@ ", array, array);

// 地址未变和array一致，内容也一致
NSArray *array1 = array;
NSLog(@"array1 addr: %p, array1: %@", array1, array1);

// 地址未变和array一致，内容也一致
// copy 之后仍然是不可变的数组对象
id array2 = [array copy];
NSLog(@"array2 addr: %p, array2: %@", array2, array2);

// 地址改变
id array3 = [array mutableCopy];
NSLog(@"array3 addr: %p, array3: %@", array3, array3);

// 进一步说明了经过mutableCopy后，array3变成了可变数组
[(NSMutableArray *)(array3) addObject:@"my blog"];
NSLog(@"array3 addr: %p, array3: %@", array3, array3);

// 因为array3地址变了，不会影响array的地址和值
NSLog(@"array addr: %p, array: %@ ", array, array);

小结 1：

1、不可变数组 copy 之后，仍然是不可变数组，其地址和内容不变，即拷贝了原对象的内容和指针，属于指针拷贝。

2、不可变数组 mutableCopy 之后，变成了可变数组，其地址发生了变化，即只拷贝了原对象的内容，指针没有拷贝，属于内容拷贝。

3、不可变数组之间的 等号(=) 赋值，是指针拷贝。

例子2：NSMutableArray 的 copy、mutableCopy

NSMutableArray *marray = [NSMutableArray arrayWithObjects:@"veryitman.com", nil];
NSLog(@"marray addr: %p, marray: %@ ", marray, marray);

// 地址未变和marray一致，内容也一致
NSMutableArray *marray1 = marray;
NSLog(@"marray1 addr: %p, marray1: %@ ", marray1, marray1);

// copy 之后，地址改变且变成了不可变的数组对象
id marray2 = [marray copy];
NSLog(@"marray2 addr: %p, marray2: %@ ", marray2, marray2);

// mutableCopy 之后，地址改变但仍是可变数组对象
id marray3 = [marray mutableCopy];
NSLog(@"marray3 addr: %p, marray3: %@ ", marray3, marray3);

// Crash：进一步说明了可变数组对象经过 copy 之后变成了不可变的marray2
// -[__NSSingleObjectArrayI addObject:]: unrecognized selector sent to instance 0x600002cbd320
// *** Terminating app due to uncaught exception 'NSInvalidArgumentException',
// reason: '-[__NSSingleObjectArrayI addObject:]: unrecognized selector sent to instance 0x600002cbd320'
// [(NSMutableArray *)(marray2) addObject:@"my blog"];
// NSLog(@"marray2 addr: %p, marray2: %@ ", marray2, marray2);

// 进一步证明了mutableCopy 之后，marray3是可变数组
[(NSMutableArray *)(marray3) addObject:@"my blog"];
NSLog(@"marray3 addr: %p, marray3: %@ ", marray3, marray3);

// 因为marray3地址改变了，所以对marray3的操作不会影响原来的数组对象marray
// marray 地址和内容保持不变
NSLog(@"marray addr: %p, marray: %@ ", marray, marray);

小结 2：

1、可变数组 copy 之后，会变成不可变数组，其内容不变，但是地址改变了，即只拷贝了原对象的内容，没有进行指针拷贝，属于内容拷贝。

2、可变数组 mutableCopy 之后，仍然是不可变数组，其地址发生了变化，内容没有变化，即只拷贝了原对象的内容，指针没有拷贝，属于内容拷贝。

3、可变数组之间 等号(=) 赋值，是指针拷贝。

例子3：NSMutableArray 和 NSArray 之间等号赋值

/** 向不可变数组赋值可变数组 */
{
    NSMutableArray *tDatas = [NSMutableArray arrayWithObjects:@"veryitman.com", nil];
    NSLog(@"--1--- tDatas addr: %p, tDatas: %@", tDatas, tDatas);
    
    // 类似但不同于可变数组的mutableCopy操作，此时 array 的地址未变和tDatas地址一致
    // array的内容和地址未发生变化，和tDatas一致
    NSArray *array = tDatas;
    NSLog(@"--2--- array addr: %p, array: %@", array, array);
}
    
 /** 向可变数组赋值不可变数组 */
{
    NSArray *tDatas = [NSArray arrayWithObjects:@"veryitman.com", nil];
    NSLog(@"--1--- tDatas addr: %p, tDatas: %@", tDatas, tDatas);
    
    // 类似进行了不可变数组的 copy 操作
    // array 仍旧是不可变的，地址和内容与tDatas一致
    NSMutableArray *array = tDatas;
    NSLog(@"--2--- array addr: %p, array: %@", array, array);
    
    // crash: 还是不可变的数组
    // -[__NSArrayI addObject:]: unrecognized selector sent to instance 0x6000025499c0
    // Terminating app due to uncaught exception 'NSInvalidArgumentException',
    // reason: '-[__NSArrayI addObject:]: unrecognized selector sent to instance 0x6000025499c0'
    // [array addObject:@"blog"];
}

输出结果，如下：

--1--- tDatas addr: 0x6000023a8bd0, tDatas: (
    "veryitman.com"
)
--2--- array addr: 0x6000023a8bd0, array: (
    "veryitman.com"
)

--1--- tDatas addr: 0x600002dbbf00, tDatas: (
    "veryitman.com"
)
--2--- array addr: 0x600002dbbf00, array: (
 	 "veryitman.com"
)

以上是使用 NSArray 、 NSMutableArray 来进行测试的， NSDictionary 和 NSSet 以及其对应的可变类型都遵循上面总结的内容。

copy、strong 修饰属性

在属性中，我们如何来选择 copy 或者 strong 来作为集合数据的修饰语呢？

根据上面示例分析结果可以看出，在属性中，如果使用 strong 修饰不可变数组，那么在使用过程中(被可变数组赋值)该不可变数组有可能会变为可变数组。如果使用 copy 修饰可变数组，那么在使用过程中（被不可变数组赋值）该可变数组有可能变为不可变数组。

小结 3：

当修饰可变类型的属性时，如 NSMutableArray 、 NSMutableDictionary 、 NSMutableSet 等集合类型时，用 strong 修饰。

当修饰不可变类型的属性时，如 NSArray 、 NSDictionary 、、 NSSet 等集合类型时，用 copy 修饰。

大家如果有兴趣可以参考文章 NSString NSMutableString 可变与不可变的那些事儿 的做法来验证上面的理论知识。

实际案例分析

再给大家举个实际的开发案例，我们需要定时上报目采集APP的数据，这个需求看起来是没有任何难度的。

我们使用代码来模拟一下上报数据的这个过程。

// 采集到的数据
NSMutableDictionary *tDatas = [NSMutableDictionary dictionaryWithCapacity:5];
[tDatas setObject:@"https://" forKey:@"req_m"];
NSLog(@"--采集数据--- tDatas addr: %p, tDatas: %@", tDatas, tDatas);
// 开始发送
[self sendDatas:tDatas];
NSLog(@"--上报完成，原数据--- tDatas addr: %p, tDatas: %@", tDatas, tDatas);

发送数据的模拟示例如下：

- (void)sendDatas:(NSDictionary *)datas
{
    NSLog(@"--上报中--- datas addr: %p, datas: %@", datas, datas);
    
    /** 下面两行代码只是为了模拟原数据被外界在传输过程中被改变，比如其他采集线程改变了它 */
    if ([datas isKindOfClass:[NSMutableDictionary class]]) {
        [(NSMutableDictionary *)datas setObject:@"veryitman.com" forKey:@"test_m"];
    }
    
    NSLog(@"--上报完成--- datas addr: %p, datas: %@", datas, datas);
}

根据上面 例子3 提到的，不可变向可变等号赋值时，原不可变对象会变成可变对象。

控制台输出日志，如下所示：

--采集数据--- tDatas addr: 0x600000b788e0, tDatas: {
    req_m = https://;
}

--上报中--- datas addr: 0x600000b788e0, datas: {
    req_m = https://;
}

--上报完成--- datas addr: 0x600000b788e0, datas: {
    req_m = https://;
    test_m = veryitman.com;
}

--上报完成，原数据--- tDatas addr: 0x600000b788e0, tDatas: {
    req_m = https://;
    test_m = veryitman.com;
}

下面代码的代码，我是为了模拟原数据被其他代码改变了的情况，只是为了说明，不可变对象容易被外界影响和改变。

/** 下面两行代码只是为了模拟原数据被外界在传输过程中被改变，比如其他采集线程改变了它 */
if ([datas isKindOfClass:[NSMutableDictionary class]]) {
    [(NSMutableDictionary *)datas setObject:@"veryitman.com" forKey:@"test_m"];
}

上面的总结又提到无论是可变对象还是不可变对象经过 copy 之后都是不可变对象的原理，我们修改一下代码，示例如下：

- (void)sendDatas:(NSDictionary *)datas
{
    NSDictionary *copy_datas = [datas copy];
    
    NSLog(@"--上报中--- copy_datas addr: %p, copy_datas: %@", copy_datas, copy_datas);
    
    if ([copy_datas isKindOfClass:[NSMutableDictionary class]]) {
        [(NSMutableDictionary *)copy_datas setObject:@"veryitman.com" forKey:@"test_m"];
    } else {
        NSLog(@"Yes, copy_datas 是不可变字典。");
    }
    
    NSLog(@"--上报完成--- copy_datas addr: %p, copy_datas: %@", copy_datas, copy_datas);
}

输出结果如下：

 --采集数据--- tDatas addr: 0x600003b08740, tDatas: {
    req_m = https://;
}

--上报中--- copy_datas addr: 0x600003b08700, copy_datas: {
    req_m = https://;
}

Yes, copy_datas 是不可变字典。

--上报完成--- copy_datas addr: 0x600003b08700, copy_datas: {
    req_m = https://;
}

--上报完成，原数据--- tDatas addr: 0x600003b08740, tDatas: {
    req_m = https://;
}

扫码关注，期待与你的交流~