一文帶你詳細了解JavaScript中的深拷貝

網路上有很多關於深拷貝的文章，但是品質良莠不齊，有很多都考慮得不周到，寫的方法比較簡陋，難以令人滿意。本文旨在完成一個完美的深拷貝，大家看瞭如果有問題，歡迎一起補充完善。

評價一個深拷貝是否完善，請檢查以下問題是否都實現了：

• #基本類型資料是否能拷貝？

• 鍵和值都是基本型別的普通物件是否能拷貝？

• Symbol作為物件的key是否能拷貝？

• Date和RegExp物件類型是否能拷貝？

• Map和Set物件類型是否能拷貝？

• Function物件類型能否拷貝？ （函數我們一般不用深拷貝）

• 物件的原型是否能拷貝？

• 不可枚舉屬性是否能拷貝？

• 循環引用是否能拷貝？

怎麼樣？你寫的深拷貝夠完善嗎？

深拷貝的最終實現

#這裡先直接給出最終的程式碼版本，方便想快速了解的人查看，當然，你想一步一步了解可以繼續查看文章餘下的內容：

function deepClone(target) {
    const map = new WeakMap()
    
    function isObject(target) {
        return (typeof target === '一文帶你詳細了解JavaScript中的深拷貝ect' && target ) || typeof target === 'function'
    }

    function clone(data) {
        if (!isObject(data)) {
            return data
        }
        if ([Date, RegExp].includes(data.constructor)) {
            return new data.constructor(data)
        }
        if (typeof data === 'function') {
            return new Function('return ' + data.toString())()
        }
        const exist = map.get(data)
        if (exist) {
            return exist
        }
        if (data instanceof Map) {
            const result = new Map()
            map.set(data, result)
            data.forEach((val, key) => {
                if (isObject(val)) {
                    result.set(key, clone(val))
                } else {
                    result.set(key, val)
                }
            })
            return result
        }
        if (data instanceof Set) {
            const result = new Set()
            map.set(data, result)
            data.forEach(val => {
                if (isObject(val)) {
                    result.add(clone(val))
                } else {
                    result.add(val)
                }
            })
            return result
        }
        const keys = Reflect.ownKeys(data)
        const allDesc = Object.getOwnPropertyDescriptors(data)
        const result = Object.create(Object.getPrototypeOf(data), allDesc)
        map.set(data, result)
        keys.forEach(key => {
            const val = data[key]
            if (isObject(val)) {
                result[key] = clone(val)
            } else {
                result[key] = val
            }
        })
        return result
    }

    return clone(target)
}

1. JavaScript資料類型的拷貝原理

先看看JS資料類型圖（除了Object，其他都是基礎型別）：

在JavaScript中，基礎型別值的複製是直接拷貝一份新的一模一樣的數據，這兩份資料相互獨立，互不影響。而引用型別值（Object型別）的複製是傳遞物件的參考（也就是物件所在的記憶體位址，也就是指向物件的指標），就相當於多個變數指向同一個對象，那麼只要其中的一個變數對這個對象進行修改，其他的變數所指向的物件也會跟著修改（因為它們指向的是同一個物件）。如下圖：

2. 深淺拷貝

#深淺拷貝主要針對的是Object類型，基礎類型的值本身就是複製一模一樣的一份，不區分深淺拷貝。這裡我們先給測試的拷貝對象，大家可以拿這個一文帶你詳細了解JavaScript中的深拷貝對象來測試一下自己寫的深拷貝函數是否完善：

// 测试的一文帶你詳細了解JavaScript中的深拷貝对象
const 一文帶你詳細了解JavaScript中的深拷貝 = {
    // =========== 1.基础数据类型 ===========
    num: 0, // number
    str: '', // string
    bool: true, // boolean
    unf: undefined, // undefined
    nul: null, // null
    sym: Symbol('sym'), // symbol
    bign: BigInt(1n), // bigint

    // =========== 2.Object类型 ===========
    // 普通对象
    一文帶你詳細了解JavaScript中的深拷貝: {
        name: '我是一个对象',
        id: 1
    },
    // 数组
    arr: [0, 1, 2],
    // 函数
    func: function () {
        console.log('我是一个函数')
    },
    // 日期
    date: new Date(0),
    // 正则
    reg: new RegExp('/我是一个正则/ig'),
    // Map
    map: new Map().set('mapKey', 1),
    // Set
    set: new Set().add('set'),
    // =========== 3.其他 ===========
    [Symbol('1')]: 1  // Symbol作为key
};

// 4.添加不可枚举属性
Object.defineProperty(一文帶你詳細了解JavaScript中的深拷貝, 'innumerable', {
    enumerable: false,
    value: '不可枚举属性'
});

// 5.设置原型对象
Object.setPrototypeOf(一文帶你詳細了解JavaScript中的深拷貝, {
    proto: 'proto'
})

// 6.设置loop成循环引用的属性
一文帶你詳細了解JavaScript中的深拷貝.loop = 一文帶你詳細了解JavaScript中的深拷貝

一文帶你詳細了解JavaScript中的深拷貝對像在Chrome瀏覽器中的結果：

2.1 淺拷貝

淺拷貝：建立一個新的對象，來接受你要重新複製或引用的對象值。如果物件屬性是基本的資料類型，複製的就是基本類型的值給新物件；但如果屬性是引用資料類型，複製的就是記憶體中的位址，如果其中一個物件改變了這個記憶體中的位址所指向的對象，一定會影響到另一個對象。

首先我們來看看一些淺拷貝的方法（詳細了解可點擊對應方法的超連結）：

方法	使用方式	注意事項
Object.assign()	Object.assign(target, ... sources) 說明：用於將所有可列舉屬性的值從一個或多個來源物件指派到目標物件。它將傳回目標物件。	1.不會拷貝物件的繼承屬性； 2.不會拷貝物件的不可列舉的屬性； 3.可以拷貝 Symbol 類型的屬性。
展開語法	let 一文帶你詳細了解JavaScript中的深拷貝Clone = { ...一文帶你詳細了解JavaScript中的深拷貝 };	缺陷與Object.assign ()差不多，但是如果屬性都是基本型別的值，使用擴充運算子進行淺拷貝會比較方便。
Array.prototype.concat()拷貝陣列	const new_array = old_array.concat(value1[, value2[, ...[, valueN] ]])	淺拷貝，適用於基本型別值的陣列
#Array.prototype.slice()拷貝數組	#arr.slice([begin[, end]])	淺拷貝，適用於基本型別值的陣列

这里只列举了常用的几种方式，除此之外当然还有其他更多的方式。注意，我们直接使用=赋值不是浅拷贝，因为它是直接指向同一个对象了，并没有返回一个新对象。

手动实现一个浅拷贝：

function shallowClone(target) {
    if (typeof target === '一文帶你詳細了解JavaScript中的深拷貝ect' && target !== null) {
        const cloneTarget = Array.isArray(target) ? [] : {};
        for (let prop in target) {
            if (target.hasOwnProperty(prop)) {
                cloneTarget[prop] = target[prop];
            }
        }
        return cloneTarget;
    } else {
        return target;
    }
}


// 测试
const shallowCloneObj = shallowClone(一文帶你詳細了解JavaScript中的深拷貝)

shallowCloneObj === 一文帶你詳細了解JavaScript中的深拷貝  // false，返回的是一个新对象
shallowCloneObj.arr === 一文帶你詳細了解JavaScript中的深拷貝.arr  // true，对于对象类型只拷贝了引用

从上面这段代码可以看出，利用类型判断（查看typeof），针对引用类型的对象进行 for 循环遍历对象属性赋值给目标对象的属性（for...in语句以任意顺序遍历一个对象的除Symbol以外的可枚举属性，包含原型上的属性。查看for…in），基本就可以手工实现一个浅拷贝的代码了。

2.2 深拷贝

深拷贝：创建一个新的对象，将一个对象从内存中完整地拷贝出来一份给该新对象，并从堆内存中开辟一个全新的空间存放新对象，且新对象的修改并不会改变原对象，二者实现真正的分离。

看看现存的一些深拷贝的方法：

方法1：JSON.stringify()

JSON.stringfy() 其实就是将一个 JavaScript 对象或值转换为 JSON 字符串，最后再用 JSON.parse() 的方法将JSON 字符串生成一个新的对象。（点这了解：JSON.stringfy()、JSON.parse()）

使用如下：

function deepClone(target) {
    if (typeof target === '一文帶你詳細了解JavaScript中的深拷貝ect' && target !== null) {
        return JSON.parse(JSON.stringify(target));
    } else {
        return target;
    }
}

// 开头的测试一文帶你詳細了解JavaScript中的深拷貝存在BigInt类型、循环引用，JSON.stringfy()执行会报错，所以除去这两个条件进行测试
const clonedObj = deepClone(一文帶你詳細了解JavaScript中的深拷貝)

// 测试
clonedObj === 一文帶你詳細了解JavaScript中的深拷貝  // false，返回的是一个新对象
clonedObj.arr === 一文帶你詳細了解JavaScript中的深拷貝.arr  // false，说明拷贝的不是引用

浏览器执行结果：

从以上结果我们可知JSON.stringfy() 存在以下一些问题：

• 执行会报错：存在BigInt类型、循环引用。

• 拷贝Date引用类型会变成字符串。

• 键值会消失：对象的值中为Function、Undefined、Symbol 这几种类型，。

• 键值变成空对象：对象的值中为Map、Set、RegExp这几种类型。

• 无法拷贝：不可枚举属性、对象的原型链。

• 补充：其他更详细的内容请查看官方文档：JSON.stringify()

由于以上种种限制条件，JSON.stringfy() 方式仅限于深拷贝一些普通的对象，对于更复杂的数据类型，我们需要另寻他路。

方法2：递归基础版深拷贝

手动递归实现深拷贝，我们只需要完成以下2点即可：

• 对于基础类型，我们只需要简单地赋值即可（使用=）。

• 对于引用类型，我们需要创建新的对象，并通过遍历键来赋值对应的值，这个过程中如果遇到 Object 类型还需要再次进行遍历。

function deepClone(target) {
    if (typeof target === '一文帶你詳細了解JavaScript中的深拷貝ect' && target) {
        let cloneObj = {}
        for (const key in target) { // 遍历
            const val = target[key]
            if (typeof val === '一文帶你詳細了解JavaScript中的深拷貝ect' && val) {
                cloneObj[key] = deepClone(val) // 是对象就再次调用该函数递归
            } else {
                cloneObj[key] = val // 基本类型的话直接复制值
            }
        }
        return cloneObj
    } else {
        return target;
    }
}

// 开头的测试一文帶你詳細了解JavaScript中的深拷貝存在循环引用，除去这个条件进行测试
const clonedObj = deepClone(一文帶你詳細了解JavaScript中的深拷貝)

// 测试
clonedObj === 一文帶你詳細了解JavaScript中的深拷貝  // false，返回的是一个新对象
clonedObj.arr === 一文帶你詳細了解JavaScript中的深拷貝.arr  // false，说明拷贝的不是引用

浏览器执行结果：

该基础版本存在许多问题：

• 不能处理循环引用。

• 只考虑了Object对象，而Array对象、Date对象、RegExp对象、Map对象、Set对象都变成了Object对象，且值也不正确。

• 丢失了属性名为Symbol类型的属性。

• 丢失了不可枚举的属性。

• 原型上的属性也被添加到拷贝的对象中了。

如果存在循环引用的话，以上代码会导致无限递归，从而使得堆栈溢出。如下例子：

const a = {}
const b = {}
a.b = b
b.a = a
deepClone(a)

对象 a 的键 b 指向对象 b，对象 b 的键 a 指向对象 a，查看a对象，可以看到是无限循环的：

对对象a执行深拷贝，会出现死循环，从而耗尽内存，进而报错：堆栈溢出

如何避免这种情况呢？一种简单的方式就是把已添加的对象记录下来，这样下次碰到相同的对象引用时，直接指向记录中的对象即可。要实现这个记录功能，我们可以借助 ES6 推出的 WeakMap 对象，该对象是一组键/值对的集合，其中的键是弱引用的。其键必须是对象，而值可以是任意的。（WeakMap相关见这：WeakMap）

针对以上基础版深拷贝存在的缺陷，我们进一步去完善，实现一个完美的深拷贝。

方法3：递归一文帶你詳細了解JavaScript中的深拷貝

对于基础版深拷贝存在的问题，我们一一改进：

存在的问题	改进方案
1. 不能处理循环引用	使用 WeakMap 作为一个Hash表来进行查询
2. 只考虑了Object对象	当参数为 Date、RegExp 、Function、Map、Set，则直接生成一个新的实例返回
3. 属性名为Symbol的属性 4. 丢失了不可枚举的属性	针对能够遍历对象的不可枚举属性以及 Symbol 类型，我们可以使用 Reflect.ownKeys() 注：Reflect.ownKeys(一文帶你詳細了解JavaScript中的深拷貝)相当于[...Object.getOwnPropertyNames(一文帶你詳細了解JavaScript中的深拷貝), ...Object.getOwnPropertySymbols(一文帶你詳細了解JavaScript中的深拷貝)]
4. 原型上的属性	Object.getOwnPropertyDescriptors()设置属性描述对象，以及Object.create()方式继承原型链

代码实现：

function deepClone(target) {
    // WeakMap作为记录对象Hash表（用于防止循环引用）
    const map = new WeakMap()

    // 判断是否为一文帶你詳細了解JavaScript中的深拷貝ect类型的辅助函数，减少重复代码
    function isObject(target) {
        return (typeof target === '一文帶你詳細了解JavaScript中的深拷貝ect' && target ) || typeof target === 'function'
    }

    function clone(data) {

        // 基础类型直接返回值
        if (!isObject(data)) {
            return data
        }

        // 日期或者正则对象则直接构造一个新的对象返回
        if ([Date, RegExp].includes(data.constructor)) {
            return new data.constructor(data)
        }

        // 处理函数对象
        if (typeof data === 'function') {
            return new Function('return ' + data.toString())()
        }

        // 如果该对象已存在，则直接返回该对象
        const exist = map.get(data)
        if (exist) {
            return exist
        }

        // 处理Map对象
        if (data instanceof Map) {
            const result = new Map()
            map.set(data, result)
            data.forEach((val, key) => {
                // 注意：map中的值为一文帶你詳細了解JavaScript中的深拷貝ect的话也得深拷贝
                if (isObject(val)) {
                    result.set(key, clone(val))
                } else {
                    result.set(key, val)
                }
            })
            return result
        }

        // 处理Set对象
        if (data instanceof Set) {
            const result = new Set()
            map.set(data, result)
            data.forEach(val => {
                // 注意：set中的值为一文帶你詳細了解JavaScript中的深拷貝ect的话也得深拷贝
                if (isObject(val)) {
                    result.add(clone(val))
                } else {
                    result.add(val)
                }
            })
            return result
        }

        // 收集键名（考虑了以Symbol作为key以及不可枚举的属性）
        const keys = Reflect.ownKeys(data)
        // 利用 Object 的 getOwnPropertyDescriptors 方法可以获得对象的所有属性以及对应的属性描述
        const allDesc = Object.getOwnPropertyDescriptors(data)
        // 结合 Object 的 create 方法创建一个新对象，并继承传入原对象的原型链， 这里得到的result是对data的浅拷贝
        const result = Object.create(Object.getPrototypeOf(data), allDesc)

        // 新对象加入到map中，进行记录
        map.set(data, result)

        // Object.create()是浅拷贝，所以要判断并递归执行深拷贝
        keys.forEach(key => {
            const val = data[key]
            if (isObject(val)) {
                // 属性值为 对象类型 或 函数对象 的话也需要进行深拷贝
                result[key] = clone(val)
            } else {
                result[key] = val
            }
        })
        return result
    }

    return clone(target)
}



// 测试
const clonedObj = deepClone(一文帶你詳細了解JavaScript中的深拷貝)
clonedObj === 一文帶你詳細了解JavaScript中的深拷貝  // false，返回的是一个新对象
clonedObj.arr === 一文帶你詳細了解JavaScript中的深拷貝.arr  // false，说明拷贝的不是引用
clonedObj.func === 一文帶你詳細了解JavaScript中的深拷貝.func  // false，说明function也复制了一份
clonedObj.proto  // proto，可以取到原型的属性

详细的说明见代码中的注释，更多测试希望大家自己动手尝试验证一下以加深印象。

在遍历 Object 类型数据时，我们需要把 Symbol 类型的键名也考虑进来，所以不能通过 Object.keys 获取键名或 for...in 方式遍历，而是通过Reflect.ownKeys()获取所有自身的键名（getOwnPropertyNames 和 getOwnPropertySymbols 函数将键名组合成数组也行：[...Object.getOwnPropertyNames(一文帶你詳細了解JavaScript中的深拷貝), ...Object.getOwnPropertySymbols(一文帶你詳細了解JavaScript中的深拷貝)]），然后再遍历递归，最终实现拷贝。

浏览器执行结果：

可以发现我们的cloneObj对象和原来的一文帶你詳細了解JavaScript中的深拷貝对象一模一样，并且修改cloneObj对象的各个属性都不会对一文帶你詳細了解JavaScript中的深拷貝对象造成影响。其他的大家再多尝试体会哦！

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以上是一文帶你詳細了解JavaScript中的深拷貝的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！