js的深拷贝和浅拷贝
说到深拷贝与浅拷贝,为什么会有这两种概念呢,根本原因就在于js的两种数据类型:基本数据类型和引用数据类型,两种数据类型存储方式不同。
内存的堆区与栈区
首先要讲一下大家耳熟能详的「堆栈」,要区分一下数据结构和内存中的「堆栈」定义。
数据结构中的堆和栈是两种不同的、数据项按序排列的数据结构。
而我们重点要讲的是内存中的堆区与栈区。
在 C 语言中,栈区分配局部变量空间,而堆区是地址向上增长的用于分配程序猿申请的内存空间,另外还有静态区是分配静态变量、全局变量空间的;只读区是分配常量和程序代码空间的。以下举个简单的例子:
int a = 0; // 全局初始化区 char *p1; // 全局未初始化区 main() { int b; // 栈 char s[] = "abc"; // 栈 char *p2; // 栈 char *p3 = "123456"; // 在常量区,p3在栈上。 static int c =0; // 全局(静态)初始化区 p1 = (char *)malloc(10); // 堆 p2 = (char *)malloc(20); // 堆 }
说到这里,咱们再说一下基本数据类型都包括:
- undefined
- null
- boolean
- number
- string
这些类型在内存中分别占有固定大小的空间,他们的值保存在栈空间,通过按值访问、拷贝和比较。
引用类型包括:
- object
- array
- function
- error
- date
这些类型的值大小不固定,栈内存中存放地址指向堆内存中的对象,是按引用访问的,说白了就跟 C 语言的指针一样的道理。
对于引用类型变量,栈内存中存放的知识该对象的访问地址,在堆内存中为该值分配空间,由于这种值的大小不固定,因此不能把他们保存到栈内存中;但内存地址大小是固定的,因此可以将堆内存地址保存到栈内存中。这样,当查询引用类型的变量时,就先从栈中读取堆内存地址,然后再根据该地址取出对应的值。
很显而易见的一点就是,JavaScript 中所有引用类型创建实例时,都是显式或隐式地 new 出对应类型的实例,实际上就是对应 C 语言的 malloc
分配内存函数。
JavaScript 中变量的赋值
js 中变量的赋值分为「传值」与「传址」。
给变量赋基本数据类型的值,就是「传值」;而给变量赋引用数据类型的值,实际上是「传址」。
基本数据类型变量的赋值、比较,只是值的赋值和比较,也即栈内存中的数据的拷贝和比较,参见如下直观的代码:
var num1 = 123; var num2 = 123; var num3 = num1; num1 === num2; // true num1 === num3; // true num1 = 456; num1 === num2; // false num1 === num3; // false
引用数据类型变量的赋值、比较,只是存于栈内存中的堆内存地址的拷贝、比较,参加如下直观的代码:
var arr1 = [1, 2, 3]; var arr2 = [1, 2, 3]; var arr3 = arr1; arr1 === arr2; // false arr1 === arr3; // true arr1 = [1, 2, 3]; arr1 === arr2; // false arr1 === arr3; // false
再提及一个要点,js 中所有引用数据类型的顶级原型,都是 Object
,也就都是对象。
JavaScript 中变量的拷贝
js 中的拷贝区分为「浅拷贝」与「深拷贝」。
浅拷贝
浅拷贝只会将对象的各个属性进行依次复制,并不会进行递归复制,也就是说只会赋值目标对象的第一层属性。
对于目标对象第一层为基本数据类型的数据,就是直接赋值,即「传值」;
而对于目标对象第一层为引用数据类型的数据,就是直接赋存于栈内存中的堆内存地址,即「传值」。
深拷贝
深拷贝不同于浅拷贝,它不只拷贝目标对象的第一层属性,而是递归拷贝目标对象的所有属性。
一般来说,在JavaScript中考虑复合类型的深层复制的时候,往往就是指对于 Date
、Object
与 Array
这三个复合类型的处理。我们能想到的最常用的方法就是先创建一个空的新对象,然后递归遍历旧对象,直到发现基础类型的子节点才赋予到新对象对应的位置。
不过这种方法会存在一个问题,就是 JavaScript 中存在着神奇的原型机制,并且这个原型会在遍历的时候出现,然后需要考虑原型应不应该被赋予给新对象。那么在遍历的过程中,我们可以考虑使用 hasOenProperty
方法来判断是否过滤掉那些继承自原型链上的属性。
动手实现一份浅拷贝加扩展的函数
function _isPlainObject(target) { return (typeof target === 'object' && !!target && !Array.isArray(target)); } function shallowExtend() { var args = Array.prototype.slice.call(arguments); // 第一个参数作为target var target = args[0]; var src; target = _isPlainObject(target) ? target : {}; for (var i=1;i<args.length;i++) { src = args[i]; if (!_isPlainObject(src)) { continue; } for(var key in src) { if (src.hasOwnProperty(key)) { if (src[key] != undefined) { target[key] = src[key]; } } } } return target; }
测试用例:
// 初始化引用数据类型变量 var target = { key: 'value', num: 1, bool: false, arr: [1, 2, 3], obj: { objKey: 'objValue' }, }; // 拷贝+扩展 var result = shallowExtend({}, target, { key: 'valueChanged', num: 2, bool: true, }); // 对原引用类型数据做修改 target.arr.push(4); target.obj['objKey2'] = 'objValue2'; // 比较基本数据类型的属性值 result === target; // false result.key === target.key; // false result.num === target.num; // false result.bool === target.bool;// false // 比较引用数据类型的属性值 result.arr === target.arr; // true result.obj === target.obj; // true
jQuery.extend 实现深浅拷贝加扩展功能
贴下 jQuery@3.3.1 中 jQuery.extend
的实现:
jQuery.extend = jQuery.fn.extend = function() { var options, name, src, copy, copyIsArray, clone, target = arguments[0] || {}, i = 1, length = arguments.length, deep = false; // 如果第一个参数是布尔值,则为判断是否深拷贝的标志变量 if (typeof target === "boolean") { deep = target; // 跳过 deep 标志变量,留意上面 i 的初始值为1 target = arguments[i] || {}; // i 自增1 i++; } // 判断 target 是否为 object / array / function 以外的类型变量 if (typeof target !== "object" && !isFunction(target)) { // 如果是其它类型变量,则强制重新赋值为新的空对象 target = {}; } // 如果只传入1个参数;或者是传入2个参数,第一个参数为 deep 变量,第二个为 target // 所以 length 的值可能为 1 或 2,但无论是 1 或 2,下段 for 循环只会运行一次 if (i === length) { // 将 jQuery 本身赋值给 target target = this; // i 自减1,可能的值为 0 或 1 i--; } for (; i < length; i++) { // 以下拷贝操作,只针对非 null 或 undefined 的 arguments[i] 进行 if ((options = arguments[i]) != null) { // Extend the base object for (name in options) { src = target[name]; copy = options[name]; // 避免死循环的情况 if (target === copy) { continue; } // Recurse if we're merging plain objects or arrays // 如果是深拷贝,且copy值有效,且copy值为纯object或纯array if (deep && copy && (jQuery.isPlainObject(copy) || (copyIsArray = Array.isArray(copy)))) { if (copyIsArray) { // 数组情况 copyIsArray = false; clone = src && Array.isArray(src) ? src : []; } else { // 对象情况 clone = src && jQuery.isPlainObject(src) ? src : {}; } // 克隆copy对象到原对象并赋值回原属性,而不是重新赋值 // 递归调用 target[name] = jQuery.extend(deep, clone, copy); // Don't bring in undefined values } else if (copy !== undefined) { target[name] = copy; } } } } // Return the modified object return target; };
该方法的作用是用一个或多个其他对象来扩展一个对象,返回被扩展的对象。
如果不指定target,则给jQuery命名空间本身进行扩展。这有助于插件作者为jQuery增加新方法。
如果第一个参数设置为true,则jQuery返回一个深层次的副本,递归地复制找到的任何对象;否则的话,副本会与原对象共享结构。 未定义的属性将不会被复制,然而从对象的原型继承的属性将会被复制。
通过循环来实现深拷贝
function copy(arr){ var obj=arr.constructor==Array?[]:{}; //第二种方法 var obj=arr instanceof Array?[]:{} for(var item in arr){ if(typeof arr[item]==="object"){ obj[item]=copy(arr[item]); }else{ obj[item]=arr[item]; } } return obj; }
ES6 实现深浅拷贝
Object.assign
Object.assign
方法可以把 任意多个的源对象所拥有的自身可枚举属性 拷贝给目标对象,然后返回目标对象。
注意:
- 对于访问器属性,该方法会执行那个访问器属性的
getter
函数,然后把得到的值拷贝给目标对象,如果你想拷贝访问器属性本身,请使用Object.getOwnPropertyDescriptor()
和Object.defineProperties()
方法; - 字符串类型和 symbol 类型的属性都会被拷贝;
- 在属性拷贝过程中可能会产生异常,比如目标对象的某个只读属性和源对象的某个属性同名,这时该方法会抛出一个
TypeError
异常,拷贝过程中断,已经拷贝成功的属性不会受到影响,还未拷贝的属性将不会再被拷贝; - 该方法会跳过那些值为
null
或undefined
的源对象;
利用 JSON 进行忽略原型链的深拷贝
var dest = JSON.parse(JSON.stringify(target));
同样的它也有缺点: 该方法会忽略掉值为 undefined
的属性以及函数表达式,但不会忽略值为 null
的属性。
再谈原型链属性
在项目实践中,发现有起码有以下两种方式可以来规避原型链属性上的拷贝。
方式1
最常用的方式:
for (let key in targetObj) { if (targetObj.hasOwnProperty(key)) { // 相关操作 } }
缺点:遍历了原型链上的所有属性,效率不高;
方式2
以下都是 ES6 的方式:
const keys = Object.keys(targetObj); keys.map((key)=>{ // 相关操作 });
注意:只会返回参数对象自身的(不含继承的)所有可遍历(enumerable)属性的键名所组成的数组。
方式3
另辟蹊径:
const obj = Object.create(null); target.__proto__ = Object.create(null); for (let key in target) { // 相关操作 }
文章参考链接:js深浅拷贝知多少