JavaScript深拷贝和浅拷贝

数据类型存储

前面文章我们讲到，JavaScript中存在两大数据类型：

• 基本类型
• 引用类型

基本类型数据保存在在栈内存中

引用类型数据保存在堆内存中，引用数据类型的变量是一个指向堆内存中实际对象的引用，存在栈中

浅拷贝

浅拷贝，指的是创建新的数据，这个数据有着原始数据属性值的一份精确拷贝

如果属性是基本类型，拷贝的就是基本类型的值。如果属性是引用类型，拷贝的就是内存地址

即浅拷贝是拷贝一层，深层次的引用类型则共享内存地址

下面简单实现一个浅拷贝

function shallowClone(obj) {
    const newObj = {};
    for(let prop in obj) {
        if(obj.hasOwnProperty(prop)){
            newObj[prop] = obj[prop];
        }
    }
    return newObj;
}

但是这个浅拷贝存在问题：无法正确处理一些数据类型。

if (typeof obj !== 'object' || obj === null) {
       return obj;
   }

   let cloneObj;
   if (Array.isArray(obj)) {
       cloneObj = [...obj];
   } else if (obj instanceof Date) {
       cloneObj = new Date(obj);
   } else if (obj instanceof RegExp) {
       cloneObj = new RegExp(obj);
   } else {
       cloneObj = Object.create(Object.getPrototypeOf(obj));  
       // Object.create(proto) 方法创建一个新的对象，并将这个新对象的原型设置为 proto。这意味着新对象将继承 proto 对象的属性。
       // Object.getPrototypeOf(obj) 方法返回对象 obj 的原型。在 JavaScript 中，每个对象都有一个原型，对象的属性可以继承自其原型。
       // 所以，Object.create(Object.getPrototypeOf(obj)) 创建了一个新的对象，这个新对象的原型与 obj 的原型相同，这意味着新对象将继承 obj 的原型属性。
       for (let key in obj) {
           if (obj.hasOwnProperty(key)) {
               cloneObj[key] = obj[key];
           }
       }
   }

   return cloneObj;

为什么使用 for...in ：用于遍历对象的所有可枚举属性，包括其原型链上的属性。这对于检查对象的所有属性（包括继承的属性）非常有用。

为什么使用 for...of：循环用于遍历可迭代对象（如数组、字符串、Set、Map等）的元素。它不能用于普通的对象，因为普通的对象不是可迭代的。

在JavaScript中，存在浅拷贝的现象有：

• Object.assign
• Array.prototype.slice(), Array.prototype.concat()
• 使用拓展运算符实现的复制

Object.assign

var fxObj = {
    age: 18,
    nature: ['smart', 'good'],
    names: {
        name1: 'fx',
        name2: 'xka'
    },
    love: function () {
        console.log('fx is a great girl')
    }
}
var newObj = Object.assign({}, fxObj);

slice()

const fxArr = ["One", "Two", "Three"]
const fxArrs = fxArr.slice(0)
fxArrs[1] = "love";
console.log(fxArr) // ["One", "Two", "Three"]
console.log(fxArrs) // ["One", "love", "Three"]

concat()

const fxArr = ["One", "Two", "Three"]
const fxArrs = fxArr.concat()
fxArrs[1] = "love";
console.log(fxArr) // ["One", "Two", "Three"]
console.log(fxArrs) // ["One", "love", "Three"]

拓展运算符

const fxArr = ["One", "Two", "Three"]
const fxArrs = [...fxArr]
fxArrs[1] = "love";
console.log(fxArr) // ["One", "Two", "Three"]
console.log(fxArrs) // ["One", "love", "Three"]

深拷贝

深拷贝开辟一个新的栈，两个对象属完成相同，但是对应两个不同的地址，修改一个对象的属性，不会改变另一个对象的属性

常见的深拷贝方式有：

• _.cloneDeep()
• jQuery.extend()
• JSON.stringify()
• 手写循环递归

_.cloneDeep()

const _ = require('lodash');
const obj1 = {
    a: 1,
    b: { f: { g: 1 } },
    c: [1, 2, 3]
};
const obj2 = _.cloneDeep(obj1);
console.log(obj1.b.f === obj2.b.f);// false

jQuery.extend()

const $ = require('jquery');
const obj1 = {
    a: 1,
    b: { f: { g: 1 } },
    c: [1, 2, 3]
};
const obj2 = $.extend(true, {}, obj1);
console.log(obj1.b.f === obj2.b.f); // false

JSON.stringify()

const obj2=JSON.parse(JSON.stringify(obj1));

但是这种方式存在弊端：

缺点：

• 如果obj里面有时间对象，转换过后，时间将只是字符串的形式
• 如果obj有RegExp, Error 对象，则序列化的结果将只得到空对象
• 如果obj里面有函数，undefined，序列化后的结果会把函数或undefined丢失
• 如果obj里有NaN，Infinity 和 -Infinity，则序列化的结果会变成null
• JSON.stringify() 只能序列化对象的可枚举的自由属性，例如 如果obj中的对象是由构造函数生成的，则使用JSON.parse(JSON.stringify),则会丢弃对象的constructor
• 如果对象中存在循环引用的情况也无法正确实现深拷贝

const obj = {
    name: 'A',
    name1: undefined,
    name3: function() {},
    name4:  Symbol('A')
}
const obj2 = JSON.parse(JSON.stringify(obj));
console.log(obj2); // {name: "A"}

循环递归实现深拷贝

function deepClone(obj, hash = new WeakMap()) {
  if (obj === null) return obj; // 如果是null或者undefined我就不进行拷贝操作
  if (obj instanceof Date) return new Date(obj);
  if (obj instanceof RegExp) return new RegExp(obj);
  // 可能是对象或者普通的值  如果是函数的话是不需要深拷贝
  if (typeof obj !== "object") return obj;
  // 是对象的话就要进行深拷贝
  if (hash.get(obj)) return hash.get(obj); // 检查是否已经拷贝过该对象，以防止循环引用导致的无限递归
  let cloneObj = new obj.constructor(); // 获取原始对象的构造函数，确保拷贝对象与原始对象具有相同的类型和结构
  // 找到的是所属类原型上的constructor,而原型上的 constructor 指向的是当前类本身
  hash.set(obj, cloneObj);
  for (let key in obj) {
    if (obj.hasOwnProperty(key)) {
      // 实现一个递归拷贝
      cloneObj[key] = deepClone(obj[key], hash);
    }
  }
  return cloneObj;
}

区别

下面首先借助两张图，可以更加清晰看到浅拷贝与深拷贝的区别

从上图发现，浅拷贝和深拷贝都创建出一个新的对象，但在复制对象属性的时候，行为就不一样

浅拷贝只复制属性指向某个对象的指针，而不复制对象本身，新旧对象还是共享同一块内存，修改对象属性会影响原对象

// 浅拷贝
const obj1 = {
    name : 'init',
    arr : [1,[2,3],4],
};
const obj3=shallowClone(obj1) // 一个浅拷贝方法
obj3.name = "update";
obj3.arr[1] = [5,6,7] ; // 新旧对象还是共享同一块内存

console.log('obj1',obj1) // obj1 { name: 'init',  arr: [ 1, [ 5, 6, 7 ], 4 ] }
console.log('obj3',obj3) // obj3 { name: 'update', arr: [ 1, [ 5, 6, 7 ], 4 ] }

但深拷贝会另外创造一个一模一样的对象，新对象跟原对象不共享内存，修改新对象不会改到原对象

// 深拷贝
const obj1 = {
    name : 'init',
    arr : [1,[2,3],4],
};
const obj4=deepClone(obj1) // 一个深拷贝方法
obj4.name = "update";
obj4.arr[1] = [5,6,7] ; // 新对象跟原对象不共享内存

console.log('obj1',obj1) // obj1 { name: 'init', arr: [ 1, [ 2, 3 ], 4 ] }
console.log('obj4',obj4) // obj4 { name: 'update', arr: [ 1, [ 5, 6, 7 ], 4 ] }

小结

前提为拷贝类型为引用类型的情况下：

• 浅拷贝是拷贝一层，属性为对象时，浅拷贝是复制，两个对象指向同一个地址
• 深拷贝是递归拷贝深层次，属性为对象时，深拷贝是新开栈，两个对象指向不同的地址