【iOS】属性关键字

文章目录

  • 前言
  • 一、深拷贝与浅拷贝
    • 1、OC的拷贝方式有哪些
    • 2. OC对象实现的copy和mutableCopy分别为浅拷贝还是深拷贝?
    • 3. 自定义对象实现的copy和mutableCopy分别为浅拷贝还是深拷贝?
    • 4. 判断当前的深拷贝的类型?(区别是单层深拷贝还是完全深拷贝),2种深拷贝类型的相互转换?
    • 5. 代码如下所示:既然对象的mutableCopy是深拷贝,那为什么更改dataArray2,dataArray3也发生了改变?如何解决这个问题?
    • 6. 代码如下图所示:initWithArray:copyItems:YES 仅仅能进行一层深拷贝,对于第二层或者更多层的就无效了。如果想要对象每层都是深拷贝,该怎么做?
  • 二、属性关键字
    • @property
    • @synthesize
    • @dynamic
    • 原子操作
      • atomic
      • nonatomic
    • 读写权限
      • readwrite
      • readonly
    • 内存管理
      • weak
      • assign
      • assign和weak的比较
      • retain
      • strong
      • copy
      • strong与copy的区别
      • strong和copy关键字的用法
    • 1. 常用的基本类型对应Foundation数据类型?
    • 2. 定义属性的格式?(定义属性时修饰符的顺序?)
    • 3. ARC下@property的默认属性?
    • 4. 属性的读写权限关键字的含义?
    • 5. 属性的原子操作关键字的含义?
    • 6、delegate应该使用哪种关键字修饰?
    • 7、以下属性的声明有什么问题?如果一定要这么定义,如何修改成正确的呢?
    • 8、为什么@property属性用copy修饰不可变对象,而用strong修饰可变对象呢?
  • 总结


前言

先前已经在iOS的学习过程中学习了一些属性关键词的简单用法,今天这篇博客来更加深入探讨iOS中的属性关键字以及温习深拷贝与浅拷贝


一、深拷贝与浅拷贝

1、OC的拷贝方式有哪些

OC对象(集合类型和非集合类型)有2种拷贝方式,分别为浅拷贝和深拷贝。

在这里插入图片描述

  • 浅拷贝:指针拷贝,即源对象和副本对象的指针指向了同一个区域
  • 深拷贝:内容拷贝,即源对象和副本对象的指针分别指向不同的两块区域

深拷贝包括了单层深拷贝和完全深拷贝。具体后面会有讲到

  • 单层深拷贝:对于副本对象本身这一层是深拷贝,它里面的所有对象都是浅拷贝。
  • 完全深拷贝:对于副本对象本身以及它里面的所有对象都是深拷贝。

浅拷贝和深拷贝的区别:

  • 是否开辟了新的内存空间
  • 是否影响了引用计数

2. OC对象实现的copy和mutableCopy分别为浅拷贝还是深拷贝?

  • 可变对象(集合类型/非集合类型)的copy和mutableCopy都是深拷贝。
  • 不可变对象(集合类型/非集合类型)的copy是浅拷贝,mutableCopy是深拷贝。
  • copy方法返回的都是不可变对象。
    在这里插入图片描述
    具体实现过程在之前博客中已经给出:【iOS】深拷贝与浅拷贝

3. 自定义对象实现的copy和mutableCopy分别为浅拷贝还是深拷贝?

  • 自定义对象实现copy和mutableCopy都为深拷贝

因为我们的自定义对象没有copyWithZone:和mutableCopyWithZone:两个方法,需要遵守SCopying和NSMutableCopying协议来实现这两个方法,也已经在上面的链接中具体实现


4. 判断当前的深拷贝的类型?(区别是单层深拷贝还是完全深拷贝),2种深拷贝类型的相互转换?

在这里我们讨论的深拷贝的类型都是对于容器类对象来讲的,因为对于非容器类对象我们并没有单层深拷贝与完全深拷贝的区分

  • 单层深拷贝:对于副本对象本身是深拷贝,但是容器中的所有对象都是浅拷贝
  • 完全深拷贝:对于副本对象本身与其里面的所有对象都是深拷贝

实现方式

  • 单层深拷贝:
    当容器类对象中的对象是容器类对象时,使用initWithArray:copyItems:方法(第二个参数设置为YES)可以实现单层浅拷贝,因为这种拷贝只能产生一层深拷贝,对于第二层或者更多层的就无效了
  • 完全深拷贝:
    1、归档和解档来实现完全深拷贝。
    举例:dataArray3 = [NSKeyedUnarchiver unarchiveObjectWithData:[NSKeyedArchiver archivedDataWithRootObject:dataArray2]]
    2、当容器类对象中的对象是自定义对象或不为immutable对象,使用initWithArray:copyItems:方法(第二个参数设置为YES)可以实现完全深拷贝
    这里其实也很好理解,因为我们实现自定义对象的copy时我们是需要自己实现我们的copyWithZone:和mutableCopyWithZone:两个方法,而自定义对象的拷贝始终都是深拷贝,因此通过这个方法可以实现完全深拷贝

5. 代码如下所示:既然对象的mutableCopy是深拷贝,那为什么更改dataArray2,dataArray3也发生了改变?如何解决这个问题?

在这里插入图片描述
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问题(1). 对象的mutableCopy是深拷贝,那为什么更改dataArray2,dataArray3也发生了改变?

dataArray3 = [dataArray2 mutableCopy];  
这段代码实现的是单层深拷贝,dataArray3是dataArray2深拷贝得到的数组,但是对于array2数组中的对象array仅仅对其进行了浅拷贝,因此更改array2时array3随之改变

问题(2). 如何解决这个问题?

因为更改的对象非immutable对象,所以使用initWithArray:copyItems:方法可以实现完全深拷贝可以轻松解决这个问题

        dataArray3 = [[NSMutableArray alloc] initWithArray:dataArray2 copyItems:YES];

在这里插入图片描述

6. 代码如下图所示:initWithArray:copyItems:YES 仅仅能进行一层深拷贝,对于第二层或者更多层的就无效了。如果想要对象每层都是深拷贝,该怎么做?

在这里插入图片描述
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使用initWithArray:copyItems:实现深拷贝仅能产生一层深拷贝,再多就没有办法实现深拷贝了,所以就需要用到解档与归档

dataArray3 = [NSKeyedUnarchiver unarchiveObjectWithData:[NSKeyedArchiver archivedDataWithRootObject:dataArray2]];

二、属性关键字

@property

属性用于封装对象中的数据,属性的本质是 ivar + setter + getter。
可以用 @property 语法来声明属性。@property 会帮我们自动生成属性的 setter 和 getter 方法的声明

@synthesize

帮我们自动生成 setter 和 getter 方法的实现以及合成实例变量。

@dynamic

告诉编译器不用自动进行 @synthesize,你会在运行时再提供这些方法的实现,无需产生警告,但是它不会影响 @property 生成的 setter 和 getter 方法的声明。

@dynamic ivar;

以前我们需要手动对每个 @property 添加 @synthesize,而在 iOS 6 之后 LLVM 编译器引入了 property autosynthesis,即属性自动合成。换句话说,就是编译器会自动为每个 @property 添加 @synthesize。

但是这样看来似乎@synthesize就没有什么用了,其实不然:

  1. 如果我们重写了setter 和 getter 方法,则编译器就不会自动为这个 @property 添加 @synthesize,所以我们需要手动添加 @synthesize;
  2. 如果该属性是 readonly,那么只要你重写了 getter 方法,property autosynthesis 就不会执行
  3. 另外就是实现协议中要求的属性。当我们在协议中使用@property声明一个属性,在某个类中遵循这个协议,我们就必要在类中使用@synthesize来获取这个属性的成员变量,并且得到其set/get的实现函数
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

这里说到了协议,那么我们再来讨论一下Category是否能够添加使用@synthesize来合成成员变量以及实现setget方法呢?

答案是并不行,在我们的Category中我们可以声明属性,但不能声明成员变量

因为分类不是类,我们可以通过@property声明属性,但是并不能声明成员变量

Category是用来扩展现有类的功能的,而不是创建全新的类或修改类的内部实现。因此,Category不允许添加实例变量(成员变量)或使用@synthesize来合成成员变量。

以下笔者将一下为什么Category不能添加实例变量和使用@synthesize的原因:

  1. 我们的实例变量的声明我们通常需要放在类的文件中,以确保封装性,而因为分类不是类,Category只能添加方法和属性的声明,因此不允许添加实例变量,因为这会破坏类的封装性。
  2. 当我们使用@synthesize来合成成员变量时,编译器会自动生成对应的实例变量,由于Category不能添加实例变量,编译器无法为Category中的属性生成对应的实例变量,因此不允许使用@synthesize。

使用 @synthesize 关键字会合成属性的实例变量以及属性的 getter 和 setter 方法

这是我们从代码使用的层面上分析Category不能使用@synthesize的原因,接下来我们从底层结构的层面分析一下原因:

分类是在运行时去把分类中的方法添加到类的方法列表里,类的底层其实是结构体,分类可以添加属性,不能添加成员变量,因为结构体声明后不能加成员变量,而属性是结构体里的一个列表(rw:property_array_t / ro: property_list_t),就是可以加的。

而分类当中不能添加成员变量,只能通过关联对象间接实现分类有成员变量的效果,这个知识点笔者还没能理解,后面学到了加以补充

原子操作

原子操作:属性是否有原子性可以理解为线程是否安全。

  • atomic

原子性,加同步锁,默认修饰符。 使用atomic会损耗性能,也不一定保证线程安全。如果保证线程安全需要使用其他锁机制。

  • nonatomic

非原子性,不实用同步锁。 声明属性时基本设置为nonatomic。使用nonatomic能够提高访问性能。

这里笔者还没学到锁的相关知识,等学到了再加以补充

读写权限

读写权限不写时默认为 readwrite

  • readwrite

属性拥有setter方法和getter方法

  • readonly

仅有getter方法

内存管理

内存管理相关的关键词我们也可以理解为setter相关控制符,setter相关的修饰符表明setter方法应该如何实现

weak

  1. 只能修饰对象类型;
  2. ARC 下才能使用;
  3. 修饰弱引用,不增加对象引用计数,主要可以用于避免循环引用;
  4. weak 修饰的对象在被释放之后,会自动将指针置为 nil,不会产生悬垂指针;
  5. 对于视图,通常还是用在 xib 和 storyboard 上;代码中对于有必要进行 remove 的视图也可以使用 weak,这样 remove 之后会自动置为 nil。

assign

  1. 既可以修饰基本数据类型,也可以修饰对象类型;
  2. setter 方法的实现是直接赋值,一般用于基本数据类型 ;
  3. 修饰基本数据类型,如 NSInteger、BOOL、int、float 等;
  4. 修饰对象类型时,不增加其引用计数;
  5. 会产生悬垂指针(悬垂指针:assign 修饰的对象在被释放之后,指针仍然指向原对象地址,该指针变为悬垂指针。这时候如果继续通过该指针访问原对象的话,就可能导致程序崩溃)。

assign和weak的比较

相同点:对对象的引用计数没有影响,即都是弱引用。
不同点:

  1. 修饰的对象类型不同:

weak只能修饰OC对象(如UIButton、UIView等)。

assign可以修饰基本数据类型(NSInteger、NSUInteger、CGFloat、NSTimeInterval、int、float、BOOL等)和OC对象(如果用assign修饰OC对象,对象销毁时可能会产生悬垂指针,从而出现crash,不要这么做)。

注意: 使用assign修饰OC对象可能会导致程序crash,所以assign最好只用来修饰基本数据类型。

  1. 赋值的方式不同:weak复制引用,assign复制数据。
  2. 对象销毁后的状态不同:weak自动为nil,assign不变。

retain

  1. MRC 下使用,ARC 下基本使用 strong;
  2. 修饰强引用,保留新值,释放旧值,再设置新值,同时将新对象的引用计数加 1;
  3. setter 方法的实现是 release 旧值,retain 新值,用于 OC 对象类型。

我们这里详细解释一下保留新值,释放旧值,再设置新值:


strong

  1. ARC 下才能使用;
  2. 原理同 retain;
  3. 但是在修饰 block 时,strong 相当于 copy,而 retain 相当于 assign。

copy

setter 方法的实现是 release 旧值,copy 新值
一般用于 block、NSString、NSArray、NSDictionary 等类型。使用 copy 或 strong 修饰 block 其实都一样,用 copy 是为了和 MRC 下保持一致的写法;用于 NSString、NSArray、NSDictionary 是为了保证赋值后是一个不可变对象,以免遭外部修改而导致不可预期的结果。


当你使用copy特性来声明一个属性时,这意味着当设置属性时,属性会复制传入的对象,而不仅仅是保持对传入对象的引用。这通常用于确保属性拥有自己的独立副本,以避免不经意的更改。

下面是一个示例:

@property (nonatomic, copy) NSString *name;

在上面的代码中,name属性使用了copy特性。当你设置name属性时,传入的字符串会被复制,而不是保留对原始字符串的引用。这意味着如果原始字符串在后续被修改,name属性的值不会受到影响

合成的存取方法会自动处理这个行为。例如,如果你设置self.name = @“Alice”,name属性会将传入的字符串@"Alice"复制为自己的副本,而不仅仅是保存对@"Alice"的引用。


strong与copy的区别

如果属性声明中指定了copy特性,合成方法会使用类的copy方法,这里注意:属性并没有mutableCopy特性。即使是可变的实例变量,也是使用copy特性,正如方法 copyWithZone:的执行结果。所以,按照约定会生成一个对象的不可变副本

  • 相同之处:用于修饰标识拥有关系的对象
  • 不同之处:strong的赋值是多个指针指向同一个地址,而copy的复制就是每次会在内存中复制一份对象,指针指向不同的地址。
    所有对于不可变对象我们应该使用copy修饰,为确保对象中的字符串值不会无意变动,应该在设置新属性时拷贝一份

再通俗一点的理解就是用strong修饰属性并对其进行赋值时可以理解为指针拷贝,而用copy修饰时可以理解为内容拷贝

我们来给出代码的例子:

  • strong修饰
NSMutableString *otherName = [[NSMutableString alloc] initWithString:@"Jack"];
Person *person = [[Person alloc] init];
person.name = otherName;
person.age = 23;[otherName appendString:@" and Mary"];
NSLog(@"person.name = %@",person.name);
NSLog(@"%p, %p", person.name, otherName);

我们分别打印属性以及属性的地址与原始对象的地址:
在这里插入图片描述
可以看到我们的属性是可以被修改的,并且属性的地址与原始对象的地址相同,说明用strong修饰属性时,属性指向原对象的内存地址,同时使该对象引用计数加1

  • copy修饰
NSMutableString *otherName = [[NSMutableString alloc] initWithString:@"Jack"];
Person *person = [[Person alloc] init];
person.name = otherName;
person.age = 23;[otherName appendString:@" and Mary"];
NSLog(@"person.name = %@",person.name);
NSLog(@"person.name = %@",otherName);
NSLog(@"%p, %p", person.name, otherName);

当我们属性修饰改为copy时,打印出的结果如下图所示:
在这里插入图片描述

可以看到我们属性指向的地址与原始对象的地址不同,并且我们的属性指向的内存空间的数据并未被修改,但是原对象的数据被修改了,说明用copy进行修饰属性对其进行赋值时会创建一块新的内存空间,属性指向新创建的内存空间,本质其实就是内容拷贝(深拷贝)

strong和copy关键字的用法

@property属性用copy修饰不可变对象,用strong修饰可变对象。

1. 常用的基本类型对应Foundation数据类型?

在声明一个属性时,尽量使用Foundation框架的数据类型,使代码的数据类型更统一。
基本类型和Foundation数据类型的对应关系如下:

  • int -> NSInteger
  • unsigned -> NSUInteger
  • float -> CGFloat
  • 动画时间 -> NSTimeInterval

2. 定义属性的格式?(定义属性时修饰符的顺序?)

推荐按照下面的格式来定义属性

@property (nonatomic, readwrite, copy) NSString *name;

属性的修饰符应该按照上面的顺序排列:原子操作、读写权限、内存管理

3. ARC下@property的默认属性?

对于基本数据类型:atomic、readwrite、assign
对于普通的Objective-C对象:atomic、readwrite、strong

4. 属性的读写权限关键字的含义?

读写权限

readwrite:可读可写,默认修饰符。会自动生成getter和setter
readonly:只读。只会生成getter而不生成setter

5. 属性的原子操作关键字的含义?

原子操作:属性是否有原子性可以理解为线程是否安全。

atomic:原子性,加同步锁,默认修饰符。
使用atomic会损耗性能,也不一定保证线程安全。如果保证线程安全需要使用其他锁机制。

nonatomic:非原子性,不实用同步锁。
声明属性时基本设置为nonatomic。使用nonatomic能够提高访问性能。

这里设计到了一些锁的知识,还没有学到,后面学到再进行补充

6、delegate应该使用哪种关键字修饰?

MRC时期:使用assign,这样不会造成循环引用,但是需要手动释放。
ARC时期:最好使用weak,如果使⽤了assign需要⼿动释放。如果没写释放逻辑,当⻚面销毁的时候,很可能出现delegate对象无效,导致程序crash。

7、以下属性的声明有什么问题?如果一定要这么定义,如何修改成正确的呢?

@property (nonatomic, copy) NSMutableArray *mutableArray;

如果我们对属性进行增删改等操作时,程序会崩溃,因为当我们对属性进行赋值时,copy复制的是一个不可变的NSArray对象

具体分析:不应该使用copy关键字来修饰可变对象。
copy修饰的属性会在内存里拷贝一份对象,即两个指针指向不同的内存地址。
Foundation框架提供的可变对象类型都已实现了NSCopying协议,所以使用copy方法返回的都是不可变对象
本题中,用copy关键字修饰了可变数组,那么当对该属性赋值时会得到一个NSArray类型的不可变数组。
因为是NSArray类型,即是不可变的数组类型,所以如果对属性进⾏了可变数组的增删改功能都会导致crash。

所以正确写法如下
@property (nonatomic, strong) NSMutableArray *mutableArray;


如果一定要用copy,我们需要重写setter方法,因为对当属性用copy修饰进行赋值时,会自动调用setter方法执行copyWithZone:方法,返回的是不可变对象,所以我们需要对待吗进行如下修改:

// .h文件
@property (nonatomic, copy) NSMutableArray *mutableArray;// .m文件
// 重写setter⽅法 使_mutableArray变为可变的copy
- (void)setMutableArray:(NSMutableArray *)mutableArray {_mutableArray = [mutableArray mutableCopy]; 
}- (void )viewDidLoad { [super viewDidLoad];NSMutableArray *array = [NSMutableArray arrayWithObjects:@1, @2, nil]; self.mutableArray = array;[self.mutableArray removeObjectAtIndex:0]; NSLog(@"self.mutableArray:%@", self.mutableArray);
}输出:
self.mutableArray:( 2
)

8、为什么@property属性用copy修饰不可变对象,而用strong修饰可变对象呢?

  • 用copy修饰不可变对象:

copy修饰的属性会在内存里拷贝一份对象,即两个指针指向不同的内存地址。
Foundation框架提供的对象类型都已实现了NSCopying协议,所以使用copy方法返回的都是不可变对象。
即使源对象是可变对象(实现属性所用的对象是mutable),copy后的对象也不会随之改变
确保了对象不会无意间被改动。

  • 用strong修饰可变对象:

strong修饰的属性是对属性进行了强引用,即两个指针会指向同一个内存地址。
如果源对象可变,strong修饰的对象也会随之改变。

总结

属性关键字的细节还有很多很多,后面学到更多的知识会加以补充

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