面试题：Objective-C字典在内存管理方面的特点

Question

阐述Objective-C字典（NSDictionary和NSMutableDictionary）在ARC和MRC环境下内存管理的不同特点。如果字典中的对象被释放，字典本身会如何处理？请结合引用计数机制进行分析。

Answer 1

ARC（自动引用计数）环境下

1. NSDictionary
   • 内存管理特点：ARC 自动管理对象的生命周期。当创建 NSDictionary 时，字典会对其包含的键值对对象进行强引用。例如，如果创建一个 NSDictionary 并传入一些对象作为键值对：

   NSString *key = @"key";
   NSString *value = @"value";
   NSDictionary *dict = @{key: value};
   

   这里 dict 会对 key 和 value 进行强引用。当 dict 超出其作用域或者被赋值为 nil 时，ARC 会自动减少 key 和 value 的引用计数。如果 key 和 value 的引用计数降为 0，它们会被自动释放。
   • 对象释放时字典的处理：当字典中的某个对象（无论是键还是值）在其他地方被释放（引用计数降为 0）时，由于字典对其是强引用，只要字典本身还存在，该对象不会被真正释放。只有当字典本身被释放（引用计数降为 0）时，字典对其包含对象的强引用才会消失，这些对象的引用计数才会相应减少，若减少后变为 0 则会被释放。
2. NSMutableDictionary
   • 内存管理特点：与 NSDictionary 类似，NSMutableDictionary 在 ARC 下也对其包含的键值对对象进行强引用。例如：

   NSMutableDictionary *mutableDict = [NSMutableDictionary dictionary];
   NSString *mutableKey = @"mutableKey";
   NSString *mutableValue = @"mutableValue";
   [mutableDict setObject:mutableValue forKey:mutableKey];
   

   mutableDict 对 mutableKey 和 mutableValue 进行强引用。在 ARC 下，添加、移除或替换对象时，ARC 会自动处理引用计数的变化。比如移除一个对象时，字典对该对象的强引用会消失，对象的引用计数会相应减少。
   • 对象释放时字典的处理：如果字典中的对象在其他地方被释放，只要字典对其还有强引用，对象就不会真正被释放。当从 NSMutableDictionary 中移除一个对象时，字典对该对象的强引用被移除，对象的引用计数减少。若引用计数降为 0，对象会被释放。

MRC（手动引用计数）环境下

1. NSDictionary
   • 内存管理特点：在 MRC 下，开发者需要手动管理对象的引用计数。当创建 NSDictionary 时，字典会对其包含的键值对对象进行 retain（相当于增加引用计数）操作。例如：

   NSString *mrcKey = [[NSString alloc] initWithString:@"mrcKey"];
   NSString *mrcValue = [[NSString alloc] initWithString:@"mrcValue"];
   NSDictionary *mrcDict = [[NSDictionary alloc] initWithObjectsAndKeys:mrcValue, mrcKey, nil];
   

   这里 mrcDict 会对 mrcKey 和 mrcValue 进行 retain 操作，增加它们的引用计数。当不再需要 mrcDict 时，开发者需要手动调用 [mrcDict release]，这会减少 mrcDict 的引用计数。同时，当 mrcDict 被释放时，它会对其包含的对象进行 release 操作，减少这些对象的引用计数。
   • 对象释放时字典的处理：如果字典中的某个对象在其他地方被手动 release 且引用计数降为 0 被释放，而字典还对其有 retain 操作（引用计数不为 0），那么字典不受影响。只有当字典本身被 release，对其包含对象的 retain 操作才会取消（通过 release 减少引用计数），若这些对象的引用计数降为 0 则会被释放。
2. NSMutableDictionary
   • 内存管理特点：NSMutableDictionary 在 MRC 下同样对其包含的键值对对象进行 retain 操作。例如：

   NSMutableDictionary *mrcMutableDict = [[NSMutableDictionary alloc] init];
   NSString *mrcMutableKey = [[NSString alloc] initWithString:@"mrcMutableKey"];
   NSString *mrcMutableValue = [[NSString alloc] initWithString:@"mrcMutableValue"];
   [mrcMutableDict setObject:mrcMutableValue forKey:mrcMutableKey];
   

   这里 mrcMutableDict 对 mrcMutableKey 和 mrcMutableValue 进行 retain 操作。在 MRC 下，添加对象时会 retain 对象（增加引用计数），移除对象时需要手动 release 对象（减少引用计数）。
   • 对象释放时字典的处理：如果字典中的对象在其他地方被手动 release 且引用计数降为 0 被释放，而字典还对其有 retain 操作，字典本身不受影响。当从 NSMutableDictionary 中移除一个对象时，开发者需要手动 release 该对象（减少引用计数），若引用计数降为 0 对象会被释放。当 NSMutableDictionary 本身被 release 时，它会对其包含的所有对象进行 release 操作，减少这些对象的引用计数，若引用计数降为 0 则对象会被释放。