一文带你详细了解JavaScript中的深拷贝
- 青灯夜游转载
- 2022-10-21 19:37:552207浏览
网上有很多关于深拷贝的文章，但是质量良莠不齐，有很多都考虑得不周到，写的方法比较简陋，难以令人满意。本文旨在完成一个完美的深拷贝，大家看了如果有问题，欢迎一起补充完善。
评价一个深拷贝是否完善，请检查以下问题是否都实现了：
基本类型数据是否能拷贝？键和值都是基本类型的
普通对象是否能拷贝？Symbol作为对象的key是否能拷贝？Date和RegExp对象类型是否能拷贝？Map和Set对象类型是否能拷贝？Function对象类型是否能拷贝？（函数我们一般不用深拷贝）对象的
原型是否能拷贝？不可枚举属性是否能拷贝？循环引用是否能拷贝？
怎样？你写的深拷贝够完善吗？
深拷贝的最终实现
这里先直接给出最终的代码版本，方便想快速了解的人查看，当然，你想一步步了解可以继续查看文章余下的内容：
function deepClone(target) {
const map = new WeakMap()
function isObject(target) {
return (typeof target === '一文带你详细了解JavaScript中的深拷贝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数据类型的拷贝原理
先看看一文带你详细了解JavaScript中的深拷贝图（除了Object，其他都是基础类型）：
在JavaScript中，基础类型值的复制是直接拷贝一份新的一模一样的数据，这两份数据相互独立，互不影响。而引用类型值（Object类型）的复制是传递对象的引用（也就是对象所在的内存地址，即指向对象的指针），相当于多个变量指向同一个对象，那么只要其中的一个变量对这个对象进行修改，其他的变量所指向的对象也会跟着修改（因为它们指向的是同一个对象）。如下图：
2. 深浅拷贝
深浅拷贝主要针对的是Object类型，基础类型的值本身即是复制一模一样的一份，不区分深浅拷贝。这里我们先给出测试的拷贝对象，大家可以拿这个一文带你详细了解JavaScript中的深拷贝对象来测试一下自己写的深拷贝函数是否完善：
// 测试的一文带你详细了解JavaScript中的深拷贝对象
const 一文带你详细了解JavaScript中的深拷贝 = {
// =========== 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
一文带你详细了解JavaScript中的深拷贝: {
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(一文带你详细了解JavaScript中的深拷贝, 'innumerable', {
enumerable: false,
value: '不可枚举属性'
});
// 5.设置原型对象
Object.setPrototypeOf(一文带你详细了解JavaScript中的深拷贝, {
proto: 'proto'
})
// 6.设置loop成循环引用的属性
一文带你详细了解JavaScript中的深拷贝.loop = 一文带你详细了解JavaScript中的深拷贝
一文带你详细了解JavaScript中的深拷贝对象在Chrome浏览器中的结果：
2.1 浅拷贝
浅拷贝： 创建一个新的对象，来接受你要重新复制或引用的对象值。如果对象属性是基本的数据类型，复制的就是基本类型的值给新对象；但如果属性是引用数据类型，复制的就是内存中的地址，如果其中一个对象改变了这个内存中的地址所指向的对象，肯定会影响到另一个对象。
首先我们看看一些浅拷贝的方法（详细了解可点击对应方法的超链接）：
| 方法 | 使用方式 | 注意事项 | |||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Object.assign() |
Object.assign(target, ...sources)
|
1.不会拷贝对象的继承属性； 2.不会拷贝对象的不可枚举的属性；3.可以拷贝 Symbol 类型的属性。 | |||||||||||||||
| 展开语法 | let 一文带你详细了解JavaScript中的深拷贝Clone = { ...一文带你详细了解JavaScript中的深拷贝 }; |
缺陷和Object.assign()差不多，但是如果属性都是基本类型的值，使用扩展运算符进行浅拷贝会更加方便。 |
|||||||||||||||
| Array.prototype.concat()拷贝数组 | const new_array = old_array.concat(value1[, value2[, ...[, valueN]]]) |
浅拷贝，适用于基本类型值的数组 | |||||||||||||||
| Array.prototype.slice()拷贝数组 | arr.slice([begin[, end]]) |
浅拷贝，适用于基本类型值的数组 |
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 === '一文带你详细了解JavaScript中的深拷贝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(一文带你详细了解JavaScript中的深拷贝)
shallowCloneObj === 一文带你详细了解JavaScript中的深拷贝 // false，返回的是一个新对象
shallowCloneObj.arr === 一文带你详细了解JavaScript中的深拷贝.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 === '一文带你详细了解JavaScript中的深拷贝ect' && target !== null) {
return JSON.parse(JSON.stringify(target));
} else {
return target;
}
}
// 开头的测试一文带你详细了解JavaScript中的深拷贝存在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(一文带你详细了解JavaScript中的深拷贝)
// 测试
clonedObj === 一文带你详细了解JavaScript中的深拷贝 // false，返回的是一个新对象
clonedObj.arr === 一文带你详细了解JavaScript中的深拷贝.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 === '一文带你详细了解JavaScript中的深拷贝ect' && target) {
let cloneObj = {}
for (const key in target) { // 遍历
const val = target[key]
if (typeof val === '一文带你详细了解JavaScript中的深拷贝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;
}
}
// 开头的测试一文带你详细了解JavaScript中的深拷贝存在循环引用，除去这个条件进行测试
const clonedObj = deepClone(一文带你详细了解JavaScript中的深拷贝)
// 测试
clonedObj === 一文带你详细了解JavaScript中的深拷贝 // false，返回的是一个新对象
clonedObj.arr === 一文带你详细了解JavaScript中的深拷贝.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：递归一文带你详细了解JavaScript中的深拷贝
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(一文带你详细了解JavaScript中的深拷贝)相当于[...Object.getOwnPropertyNames(一文带你详细了解JavaScript中的深拷贝), ...Object.getOwnPropertySymbols(一文带你详细了解JavaScript中的深拷贝)]
|
| 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()
// 判断是否为一文带你详细了解JavaScript中的深拷贝ect类型的辅助函数，减少重复代码
function isObject(target) {
return (typeof target === '一文带你详细了解JavaScript中的深拷贝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中的值为一文带你详细了解JavaScript中的深拷贝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中的值为一文带你详细了解JavaScript中的深拷贝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(一文带你详细了解JavaScript中的深拷贝)
clonedObj === 一文带你详细了解JavaScript中的深拷贝 // false，返回的是一个新对象
clonedObj.arr === 一文带你详细了解JavaScript中的深拷贝.arr // false，说明拷贝的不是引用
clonedObj.func === 一文带你详细了解JavaScript中的深拷贝.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(一文带你详细了解JavaScript中的深拷贝), ...Object.getOwnPropertySymbols(一文带你详细了解JavaScript中的深拷贝)]），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对象和原来的一文带你详细了解JavaScript中的深拷贝对象一模一样，并且修改cloneObj对象的各个属性都不会对一文带你详细了解JavaScript中的深拷贝对象造成影响。其他的大家再多尝试体会哦！
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