工作中经常会遇到需要复制 JS 数据的时候,遇到 bug 时实在令人头疼;面试中也经常会被问到如何实现一个数据的深浅拷贝,但是你对其中的原理清晰吗?一起来看一下吧!
为什么会有深浅拷贝
想要更加透彻的理解为什么 JS 会有深浅拷贝,需要先了解下 JS 的数据类型有哪些,一般分为基本类型(Number、String、Null、Undefined、Boolean、Symbol )和引用类型(对象、数组、函数)。
基本类型是不可变的,任何方法都无法改变一个基本类型的值,也不可以给基本类型添加属性或者方法。但是可以为引用类型添加属性和方法,也可以删除其属性和方法。
基本类型和引用类型在内存中的存储方式也大不相同,基本类型保存在栈内存中,而引用类型保存在堆内存中。为什么要分两种保存方式呢? 因为保存在栈内存的必须是大小固定的数据,引用类型的大小不固定,只能保存在堆内存中,但是我们可以把它的地址写在栈内存中以供我们访问。
说来这么多,我们来看个示例:
let num1 = 10;let obj1 = { name: "hh"}let num2 = num1;let obj2 = obj1;num2 = 20;obj2.name = "kk";console.log(num1); // 10console.log(obj1.name); // kk
执行完这段代码,内存空间里是这样的:
可以看到 obj1 和 obj2 都保存了一个指向该对象的指针,所有的操作都是对该引用的操作,所以对 obj2 的修改会影响 obj1。
小结:
之所以会出现深浅拷贝,是由于 JS 对 基本类型和 引用类型的处理不同。 基本类型指的是简单的数据段,而 引用类型指的是一个对象保存在堆内存中的地址,JS 不允许我们直接操作内存中的地址,也就是说不能操作对象的内存空间,所以,我们对对象的操作都只是在操作它的引用而已。在复制时也是一样,如果我们复制一个基本类型的值时,会创建一个新值,并把它保存在新的变量的位置上。而如果我们复制一个引用类型时,同样会把变量中的值复制一份放到新的变量空间里,但此时复制的东西并不是对象本身,而是指向该对象的指针。所以我们复制引用类型后,两个变量其实指向同一个对象,所以改变其中的一个对象,会影响到另外一个。
深浅拷贝
1. 浅拷贝
浅拷贝只是复制基本类型的数据或者指向某个对象的指针,而不是复制对象本身,源对象和目标对象共享同一块内存;若对目标对象进行修改,存在源对象被篡改的可能。
我们来看下浅拷贝的实现:
/* sourceObj 表示源对象 * 执行完函数,返回目标对象*/function shadowClone (sourceObj = {}) { let targetObj = Array.isArray(sourceObj) ? [] : {}; let copy; for (var key in sourceObj) { copy = sourceObj[key]; targetObj[key] = copy; } return targetObj;}
// 定义 sourcelet sourceObj = { number: 1, string: 'source1', boolean: true, null: null, undefined: undefined, arr: [{name: 'arr1'}, 1], func: () => 'sourceFunc1', obj: { string: 'obj1', func: () => 'objFunc1' }}// 拷贝sourceObjlet copyObj = shadowClone(sourceObj);// 修改 sourceObjcopyObj.number = 2;copyObj.string = 'source2';copyObj.boolean = false;copyObj.arr[0].name = 'arr2';copyObj.func = () => 'sourceFunc2';copyObj.obj.string = 'obj2';copyObj.obj.func = () => 'objFunc2';// 执行console.log(sourceObj);/* { number: 1, string: 'source1', boolean: true, null: null, undefined: undefined, arr: [{name: 'arr2'}], func: () => 'sourceFunc1', obj: { func: () => 'objFunc2', string: 'obj2' }}*/
2. 深拷贝
深拷贝能够实现真正意义上的对象的拷贝,实现方法就是递归调用“浅拷贝”。深拷贝会创造一个一模一样的对象,其内容地址是自助分配的,拷贝结束之后,内存中的值是完全相同的,但是内存地址是不一样的,目标对象跟源对象不共享内存,修改任何一方的值,不会对另外一方造成影响。
/* sourceObj 表示源对象 * 执行完函数,返回目标对象*/function deepClone (sourceObj = {}) { let targetObj = Array.isArray(sourceObj) ? [] : {}; let copy; for (var key in sourceObj) { copy = sourceObj[key]; if (typeof(copy) === 'object') { if (copy instanceof Object) { targetObj[key] = deepClone(copy); } else { targetObj[key] = copy; } } else if (typeof(copy) === 'function') { targetObj[key] = eval(copy.toString()); } else { targetObj[key] = copy; } } return targetObj;}
// 定义 sourceObjlet sourceObj = { number: 1, string: 'source1', boolean: true, null: null, undefined: undefined, arr: [{name: 'arr1'}], func: () => 'sourceFunc1', obj: { string: 'obj1', func: () => 'objFunc1' }}// 拷贝sourceObjlet copyObj = deepClone(sourceObj);// 修改 sourcecopyObj.number = 2;copyObj.string = 'source2';copyObj.boolean = false;copyObj.arr[0].name = 'arr2';copyObj.func = () => 'sourceFunc2';copyObj.obj.string = 'obj2';copyObj.obj.func = () => 'objFunc2';// 执行console.log(sourceObj);/* { number: 1, string: 'source1', boolean: true, null: null, undefined: undefined, arr: [{name: 'arr1'}], func: () => 'sourceFunc1', obj: { func: () => 'objFunc1', string: 'obj1' }}*/
两个方法可以合并在一起:
/* deep 为 true 表示深复制,为 false 表示浅复制 * sourceObj 表示源对象 * 执行完函数,返回目标对象*/ function clone (deep = true, sourceObj = {}) { let targetObj = Array.isArray(sourceObj) ? [] : {}; let copy; for (var key in sourceObj) { copy = sourceObj[key]; if (deep && typeof(copy) === 'object') { if (copy instanceof Object) { targetObj[key] = clone(deep, copy); } else { targetObj[key] = copy; } } else if (deep && typeof(copy) === 'function') { targetObj[key] = eval(copy.toString()); } else { targetObj[key] = copy; } } return targetObj;}
使用技巧
1. concat()、slice()
(1)若拷贝数组是纯数据(不含对象),可以通过concat() 和 slice() 来实现深拷贝;
let a = [1, 2];let b = [3, 4];let copy = a.concat(b);a[1] = 5;b[1] = 6;console.log(copy);// [1, 2, 3, 4]
let a = [1, 2];let copy = a.slice();copy[0] = 3;console.log(a);// [1, 2]
(2)若拷贝数组中有对象,可以使用 concat() 和 slice() 方法来实现数组的浅拷贝。
let a = [1, {name: 'hh1'}];let b = [2, {name: 'kk1'}];let copy = a.concat(b);copy[1].name = 'hh2';copy[3].name = 'kk2';console.log(copy);// [1, {name: 'hh2'}, 2, {name: 'kk2'}]
无论 a[1].name 或者 b[1].name 改变,copy[1].name 的值都会改变。
let a = [1, {name: 'hh1'}];let copy = a.slice();copy[1].name = 'hh2';console.log(a);// [1, {name: 'hh2'}]
改变了 a[1].name 后,copy[1].name 的值也改变了。
2. Object.assign()、Object.create()
Object.assign()、Object.create() 都是一层(根级)深拷贝,之下的级别为浅拷贝。
(1) 若拷贝对象只有一级,可以通过 Object.assign()、Object.create() 来实现对象的深拷贝;let sourceObj = { str: 'hh1', number: 10}let targetObj = Object.assign({}, sourceObj)targetObj.str = 'hh2'console.log(sourceObj);// {str: 'hh1', number: 10}
let sourceObj = { str: 'hh1', number: 10}let targetObj = Object.create(sourceObj)targetObj.str = 'hh2'console.log(sourceObj);// {str: 'hh1', number: 10}
(2) 若拷贝对象有多级, Object.assign()、Object.create() 实现的是对象的浅拷贝。
let sourceObj = { str: 'hh', number: 10, obj: { str: 'kk1' }}let targetObj = Object.assign({}, sourceObj)targetObj.obj.str = 'kk2'console.log(sourceObj);// {// str: 'hh',// number: 10,// obj: {// str: 'kk2'// }// }
let sourceObj = { str: 'hh', number: 10, obj: { str: 'kk1' }}let targetObj = Object.create(sourceObj)targetObj.obj.str = 'kk2'console.log(sourceObj);// {// str: 'hh',// number: 10,// obj: {// str: 'kk2'// }// }
修改了 targetObj.obj.str 的值之后,sourceObj.obj.str 的值也改变了。
3. 对象的解构
对象的解构同 Object.assign() 和 Object.create(),都是一层(根级)深拷贝,之下的级别为浅拷贝。
(1)若拷贝对象只有一层,可以通过对象的解构来实现深拷贝;
let sourceObj = { str: 'hh1', number: 10}let targetObj = {...sourceObj};targetObj.str = 'hh2'console.log(sourceObj);// {str: 'hh1', number: 10}
(2)若拷贝对象有多层,通过对象的解构实现的是对象的浅拷贝。
let sourceObj = { str: 'hh', number: 10, obj: { str: 'kk1' }}let targetObj = {...sourceObj};targetObj.obj.str = 'kk2'console.log(sourceObj);// {// str: 'hh',// number: 10,// obj: {// str: 'kk2'// }// }
4. JSON.parse()
用 JSON.stringify() 把对象转成字符串,再用 JSON.parse() 把字符串转成新的对象,可以实现对象的深复制。
let source = ['hh', 1, [2, 3], {name: 'kk1'}];let copy = JSON.parse(JSON.stringify(source));copy[2][1] = 4;copy[3].name = 'kk2';console.log(source);// ['hh', 1, [2, 3], {name: 'kk1'}]
可以看出,虽然改变了 copy[2].name 的值,但是 source[2].name 的值没有改变。
JSON.parse(JSON.stringify(obj)) 不仅能复制数组还可以复制对象,但是几个弊端:
1)它会抛弃对象的 constructor,深拷贝之后,不管这个对象原来的构造函数是什么,在深拷贝之后都会变成 Object;2)这种方法能正确处理的对象只有 Number, String, Boolean, Array, 扁平对象,即那些能够被 json 直接表示的数据结构。RegExp 对象是无法通过这种方式深拷贝。3)只有可以转成 JSON 格式的对象才可以这样用,像 function 没办法转成 JSON。5. 可以使用的库
以下两种库都能实现深浅拷贝,有各自的使用方法。
jQuery
具体使用可以参考:
Lodash
具体使用可以参考: