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javaScript中浅拷贝和深拷贝的实现

Open wengjq opened this issue 7 years ago • 43 comments

1、javaScript的变量类型

(1)基本类型: 5种基本数据类型Undefined、Null、Boolean、Number 和 String,变量是直接按值存放的,存放在栈内存中的简单数据段,可以直接访问。

(2)引用类型: 存放在堆内存中的对象,变量保存的是一个指针,这个指针指向另一个位置。当需要访问引用类型(如对象,数组等)的值时,首先从栈中获得该对象的地址指针,然后再从堆内存中取得所需的数据。

JavaScript存储对象都是存地址的,所以浅拷贝会导致 obj1 和obj2 指向同一块内存地址。改变了其中一方的内容,都是在原来的内存上做修改会导致拷贝对象和源对象都发生改变,而深拷贝是开辟一块新的内存地址,将原对象的各个属性逐个复制进去。对拷贝对象和源对象各自的操作互不影响。

例如:数组拷贝

//浅拷贝,双向改变,指向同一片内存空间
var arr1 = [1, 2, 3];
var arr2 = arr1;
arr1[0] = 'change';
console.log('shallow copy: ' + arr1 + " );   //shallow copy: change,2,3
console.log('shallow copy: ' + arr2 + " );   //shallow copy: change,2,3

2、浅拷贝的实现

2.1、简单的引用复制###

function shallowClone(copyObj) {
  var obj = {};
  for ( var i in copyObj) {
    obj[i] = copyObj[i];
  }
  return obj;
}
var x = {
  a: 1,
  b: { f: { g: 1 } },
  c: [ 1, 2, 3 ]
};
var y = shallowClone(x);
console.log(y.b.f === x.b.f);     // true

2.2、Object.assign()

Object.assign() 方法可以把任意多个的源对象自身的可枚举属性拷贝给目标对象,然后返回目标对象。

var x = {
  a: 1,
  b: { f: { g: 1 } },
  c: [ 1, 2, 3 ]
};
var y = Object.assign({}, x);
console.log(y.b.f === x.b.f);     // true

3、深拷贝的实现

3.1、Array的slice和concat方法

Array的slice和concat方法不修改原数组,只会返回一个浅复制了原数组中的元素的一个新数组。之所以把它放在深拷贝里,是因为它看起来像是深拷贝。而实际上它是浅拷贝。原数组的元素会按照下述规则拷贝:

  • 如果该元素是个对象引用 (不是实际的对象),slice 会拷贝这个对象引用到新的数组里。两个对象引用都引用了同一个对象。如果被引用的对象发生改变,则新的和原来的数组中的这个元素也会发生改变。
  • 对于字符串、数字及布尔值来说(不是 String、Number 或者 Boolean 对象),slice 会拷贝这些值到新的数组里。在别的数组里修改这些字符串或数字或是布尔值,将不会影响另一个数组。

如果向两个数组任一中添加了新元素,则另一个不会受到影响。例子如下:

var array = [1,2,3]; 
var array_shallow = array; 
var array_concat = array.concat(); 
var array_slice = array.slice(0); 
console.log(array === array_shallow); //true 
console.log(array === array_slice); //false,“看起来”像深拷贝
console.log(array === array_concat); //false,“看起来”像深拷贝

可以看出,concat和slice返回的不同的数组实例,这与直接的引用复制是不同的。而从另一个例子可以看出Array的concat和slice并不是真正的深复制,数组中的对象元素(Object,Array等)只是复制了引用。如下:

var array = [1, [1,2,3], {name:"array"}]; 
var array_concat = array.concat();
var array_slice = array.slice(0);
array_concat[1][0] = 5;  //改变array_concat中数组元素的值 
console.log(array[1]); //[5,2,3] 
console.log(array_slice[1]); //[5,2,3] 
array_slice[2].name = "array_slice"; //改变array_slice中对象元素的值 
console.log(array[2].name); //array_slice
console.log(array_concat[2].name); //array_slice

3.2、JSON对象的parse和stringify

JSON对象是ES5中引入的新的类型(支持的浏览器为IE8+),JSON对象parse方法可以将JSON字符串反序列化成JS对象,stringify方法可以将JS对象序列化成JSON字符串,借助这两个方法,也可以实现对象的深拷贝。

//例1
var source = { name:"source", child:{ name:"child" } } 
var target = JSON.parse(JSON.stringify(source));
target.name = "target";  //改变target的name属性
console.log(source.name); //source 
console.log(target.name); //target
target.child.name = "target child"; //改变target的child 
console.log(source.child.name); //child 
console.log(target.child.name); //target child
//例2
var source = { name:function(){console.log(1);}, child:{ name:"child" } } 
var target = JSON.parse(JSON.stringify(source));
console.log(target.name); //undefined
//例3
var source = { name:function(){console.log(1);}, child:new RegExp("e") }
var target = JSON.parse(JSON.stringify(source));
console.log(target.name); //undefined
console.log(target.child); //Object {}

这种方法使用较为简单,可以满足基本的深拷贝需求,而且能够处理JSON格式能表示的所有数据类型,但是对于正则表达式类型、函数类型等无法进行深拷贝(而且会直接丢失相应的值)。还有一点不好的地方是它会抛弃对象的constructor。也就是深拷贝之后,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。同时如果对象中存在循环引用的情况也无法正确处理。

4、jQuery.extend()方法源码实现

jQuery的源码 - src/core.js #L121源码及分析如下:

jQuery.extend = jQuery.fn.extend = function() { //给jQuery对象和jQuery原型对象都添加了extend扩展方法
  var options, name, src, copy, copyIsArray, clone, target = arguments[0] || {},
  i = 1,
  length = arguments.length,
  deep = false;
  //以上其中的变量:options是一个缓存变量,用来缓存arguments[i],name是用来接收将要被扩展对象的key,src改变之前target对象上每个key对应的value。
  //copy传入对象上每个key对应的value,copyIsArray判定copy是否为一个数组,clone深拷贝中用来临时存对象或数组的src。

  // 处理深拷贝的情况
  if (typeof target === "boolean") {
    deep = target;
    target = arguments[1] || {};
    //跳过布尔值和目标 
    i++;
  }

  // 控制当target不是object或者function的情况
  if (typeof target !== "object" && !jQuery.isFunction(target)) {
    target = {};
  }

  // 当参数列表长度等于i的时候,扩展jQuery对象自身。
  if (length === i) {
    target = this; --i;
  }
  for (; i < length; i++) {
    if ((options = arguments[i]) != null) {
      // 扩展基础对象
      for (name in options) {
        src = target[name];	
        copy = options[name];

        // 防止永无止境的循环,这里举个例子,
            // 如 var a = {name : b};
            // var b = {name : a}
            // var c = $.extend(a, b);
            // console.log(c);
            // 如果没有这个判断变成可以无限展开的对象
            // 加上这句判断结果是 {name: undefined}
        if (target === copy) {
          continue;
        }
        if (deep && copy && (jQuery.isPlainObject(copy) || (copyIsArray = jQuery.isArray(copy)))) {
          if (copyIsArray) {
            copyIsArray = false;
            clone = src && jQuery.isArray(src) ? src: []; // 如果src存在且是数组的话就让clone副本等于src否则等于空数组。
          } else {
            clone = src && jQuery.isPlainObject(src) ? src: {}; // 如果src存在且是对象的话就让clone副本等于src否则等于空数组。
          }
          // 递归拷贝
          target[name] = jQuery.extend(deep, clone, copy);
        } else if (copy !== undefined) {
          target[name] = copy; // 若原对象存在name属性,则直接覆盖掉;若不存在,则创建新的属性。
        }
      }
    }
  }
  // 返回修改的对象
  return target;
};

jQuery的extend方法使用基本的递归思路实现了浅拷贝和深拷贝,但是这个方法也无法处理源对象内部循环引用,例如:

var a = {"name":"aaa"};
var b = {"name":"bbb"};
a.child = b;
b.parent = a;
$.extend(true,{},a);//直接报了栈溢出。Uncaught RangeError: Maximum call stack size exceeded

5、自己动手实现一个拷贝方法

(function ($) {
    'use strict';

    var types = 'Array Object String Date RegExp Function Boolean Number Null Undefined'.split(' ');

	function type () {
	   return Object.prototype.toString.call(this).slice(8, -1);
	}

	for (var i = types.length; i--;) {
	    $['is' + types[i]] = (function (self) {
	        return function (elem) {
	           return type.call(elem) === self;
	        };
	    })(types[i]);
	}

    return $;
})(window.$ || (window.$ = {}));//类型判断

function copy (obj,deep) { 
    if ($.isFunction(obj)) {
    	return new Function("return " + obj.toString())();
    } else if (obj === null || (typeof obj !== "object")) { 
        return obj; 
    } else {
        var name, target = $.isArray(obj) ? [] : {}, value; 

        for (name in obj) { 
            value = obj[name]; 

            if (value === obj) {
            	continue;
            }

            if (deep) {
                if ($.isArray(value) || $.isObject(value)) {
                    target[name] = copy(value,deep);
                } else if ($.isFunction(value)) {
                    target[name] = new Function("return " + value.toString())();
                } else {
            	    target[name] = value;
                } 
            } else {
            	target[name] = value;
            } 
        } 
        return target;
    }         
}

wengjq avatar Feb 13 '17 14:02 wengjq

if(obj === null || typeof obj !== "object"){ return obj; } 这里是不是没考虑函数呢? 函数也应该像对象一样被考虑吧

zhoujiamin avatar Apr 16 '17 13:04 zhoujiamin

@zhoujiamin 之前漏了,已修复哈。

wengjq avatar Jun 26 '17 02:06 wengjq

在“自己动手实现一个拷贝方法”中,有一个小bug。 代码封装了$.isObject方法,注意该方法处理Array类型时是会返回false的。

在if语句中判断时会出现一点小问题: if(obj === null || (!$.isObject(obj) && !$.isFunction(obj))){ return obj; } 当obj传入Array类型时会直接返回obj本身。 建议修改为 if(obj === null || typeof obj !== 'object'){ return obj; }

文章写的很好,学到很多,谢谢分享。

Ts799498164 avatar Aug 03 '17 06:08 Ts799498164

@Ts799498164 已修复,多谢指正。

wengjq avatar Aug 04 '17 05:08 wengjq

@wengjq 有个bug,

  function type() {
    return Object.prototype.toString.call(this).slice(8, -1);
  }

type.call(undefined);
// 结果为 "Window", 所以 isUndefined 总是会返回false

VimMing avatar Aug 22 '17 23:08 VimMing

对象直接用等号和用shallowClone(copyObj),Object.assign有什么区别呢?

qw789 avatar Aug 23 '17 06:08 qw789

@qw789 对象等号赋值是地址引用,修改其中一个,另一个的值也会随之改变。

mrxf avatar Aug 23 '17 08:08 mrxf

@mrxf 是的,但是浅复制呢?和对象等号赋值有区别?

qw789 avatar Aug 23 '17 08:08 qw789

浅拷贝是和深拷贝比较的,深拷贝可以理解为递归进行浅拷贝。 深拷贝为了解决对象中依旧含有对象,例如

let a = {
  name: 'LiHua',
  habits:  ['a', 'b']
}
  1. 普通的=赋值:b=a,b如果修改了b.name,那么a.name也会改变
  2. 浅拷贝,b,如果修改了b.name, a.name不会改变,但是修改b.habits数组中的值,a.habits的值也会改变
  3. 深拷贝,b的值改变,不会对a产生任何影响

mrxf avatar Aug 23 '17 08:08 mrxf

@mrxf 那浅拷贝是不是意味着只能让第一层互相互相不影响。普通等于赋值连第一层都做不到。。

qw789 avatar Aug 23 '17 09:08 qw789

@mrxf 谢谢。我大概明白了

qw789 avatar Aug 23 '17 09:08 qw789

@VimMing 已修复,多谢指正。

wengjq avatar Aug 23 '17 11:08 wengjq

你好。 传入的参数为函数的情况,你已经考虑到了。

if ($.isFunction(obj)) {
  return new Function("return " + obj.toString())();
}

但是为什么没有考虑某个属性为函数的情况呢?函数非基本数据类型,不可直接赋值的。

vq0599 avatar Nov 22 '17 06:11 vq0599

for下面存在循环引用,用什么方法比较好? 看到了你说JSON在循环引用下是无法正确处理的。 目前遇到个需要多层次循环引用的需求,循环的数组是一个引用地址,改变一个全部都改变了。 求教

gzwgq222 avatar Dec 13 '17 16:12 gzwgq222

@gzwgq222 直接用lodash

wengjq avatar Dec 14 '17 03:12 wengjq

@wengjq 你这个方法可行不?

gzwgq222 avatar Dec 14 '17 06:12 gzwgq222

行不行 如果能够copy jq的元素就没问题

yangchongduo avatar Jan 17 '18 11:01 yangchongduo

首先非常感谢作者大大的付出,让我学到了不少,尤其是$,extend(true,{},obj),以前都没接触过,项目做得少,实践的知识也就少,在作者这里倒是好好了解了一番,感谢!

lizhongzhen11 avatar Jan 18 '18 07:01 lizhongzhen11

厉害

xiaobinwu avatar Jan 30 '18 07:01 xiaobinwu

            if (deep) {
                if ($.isArray(value) || $.isObject(value)) {
                    target[name] = copy(value,deep);
                } else if ($.isFunction(value)) {
                    target[name] = new Function("return " + value.toString())();
                }
            } else {
            	target[name] = value;
            }

感觉这里的逻辑有点问题。如果deep为false的话是没错的,但是如果deep为true的话,当value值是基本类型的值的话,没有target[name] = value。同时感觉这里判断$.isFunction(value)这个步骤我觉得是多余的,因为在你递归调用copy的时候也会判断,function的情况可以合并到上面去。

因为自己复制你的代码到控制台执行的时候报错了,所以也没有验证,不清楚你的代码是不是真的有bug。以上供博主参考。感谢博主的分享交流

caistrong avatar Feb 13 '18 12:02 caistrong

 var x = {} 
 var y = {} 
 x.i = y 
 y.i = x  
 var z = copy(x,true)

这种情况下的循环引用好像没解决

caistrong avatar Feb 13 '18 13:02 caistrong

for (var i = types.length; i--;) {
	    $['is' + types[i]] = (function (self) {
	        return function (elem) {
	           return type.call(elem) === self;
	        };
	    })(types[i]);
	}

这段这么写应该是因为闭包的原因吧,现在for循环里面用let或者const可以解决,不用使用立即执行函数

for (let i = types.length; i--;) {
        $['is' + types[i]] = function (elem) {
            return type.call(elem) === types[i];
        };
    }

Borkes avatar Feb 23 '18 07:02 Borkes

@caistrong 感谢指出错误之处,第一个问题已经更正,第二个问题的话是为了复制对象属性是函数的情况。然后那段循环引用的我还没用深入研究。等我研究了再来答。

wengjq avatar Feb 26 '18 12:02 wengjq

@Borkes 嗯嗯。也可以哈

wengjq avatar Feb 26 '18 12:02 wengjq

var a = {
  arr: [1, 2, 3]
}
var c = copy(a, true)

执行完之后c 并没有拷贝到a中数组的值, 是不是代码这一块少了deep为true时值类型的复制 if (deep) { if ($.isArray(value) || $.isObject(value)) { target[name] = copy(value,deep); } else if ($.isFunction(value)) { target[name] = new Function("return " + value.toString())(); } else { target[name] = value; } } else { target[name] = value; } }

shayminsky avatar Mar 20 '18 09:03 shayminsky

@shayminsky 已更正

wengjq avatar Mar 20 '18 09:03 wengjq

(function(){
    let types = 'Number String Boolean Array Object Date Null Undefined RegExp Function'.split(' ');
    for(let type of types){
        $[`is${type}`] = function(param){
            return type === Object.prototype.toString.call(param).slice(8, -1);   
        }
    }
})(window.$ || (window.$ = {}));

实现数据类型判断这么写是不是更简约一点儿?望指正!

BenjaminWyp avatar Mar 24 '18 12:03 BenjaminWyp

@Quokaa 没毛病,版本不一样而已

wengjq avatar Apr 06 '18 01:04 wengjq

等号赋值不等于浅拷贝?🤔 还有引用类型不是将指针保存在堆内存中吗,为什么开头说

首先从栈中获得该对象的地址指针,然后再从堆内存中取得所需的数据

XavierShi avatar Apr 10 '18 01:04 XavierShi

@XavierShi

// 简单类型都放在栈(图左)(stack)里
// 引用类型都放在堆(图右)(heap)里
var a = 20;
var b = 'abc';
var c = true;
var d = {m: 20} // 地址假设为0x0012ff7c

可以结合图形理解下:

36943396-aedd612c-1fc3-11e8-81c6-cbfffee712ee

wengjq avatar Apr 10 '18 03:04 wengjq