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「前端面试题系列9」浅拷贝与深拷贝的含义、区别及实现(文末有岗位内推哦~)

前言

这是前端面试题系列的第 9 篇,你可能错过了前面的篇章,可以在这里找到:

面试的时候,我经常会问候选人深拷贝与浅拷贝的问题。因为它可以考察一个人的很多方面,比如基本功,逻辑能力,编码能力等等。

另外在实际工作中,也常会遇到它。比如用于页面展示的数据状态,与需要传给后端的数据包中,有部分字段的值不一致的话,就需要在传参时根据接口文档覆写那几个字段的值。

最常见的可能就是 status 这个参数了。界面上的展示需要 Boolean 值,而后端同学希望拿到的是 Number 值,1 或者 0。为了不影响展示效果,往往就需要深拷贝一下,再进行覆写,否则界面上就会因为某些值的变化,出现奇怪的现象。

至于为什么会这样,下文会讲到。马上开始今天的主题,让我们先从赋值开始说起。

赋值

Javascript 的原始数据类型有这几种:Boolean、Null、Undefined、Number、String、Symbol(ES6)。它们的赋值很简单,且赋值后两个变量互不影响。

let test1 = 'chao';
let test2 = test1;

// test2: chao

test1 = 'chao_change';

// test2: chao
// test1: chao_change
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另外的引用数据类型有:ObjectArray。深拷贝与浅拷贝的出现,就与这两个数据类型有关。

const obj = {a:1, b:2};
const obj2 = obj;
obj2.a = 3;
console.log(obj.a); // 3
复制代码

依照赋值的思路,对 Object 引用类型进行拷贝,就会出问题。很多情况下,这不是我们想要的。这时,就需要用浅拷贝来实现了。

浅拷贝

什么是浅拷贝?可以这么理解:创建一个新的对象,把原有的对象属性值,完整地拷贝过来。其中包括了原始类型的值,还有引用类型的内存地址

让我们用 Object.assign 来改写一下上面的例子:

const obj = {a:1, b:2};
const obj2 = Object.assign({}, obj);
obj2.a = 3;
console.log(obj.a); // 1
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Ok,改变了 obj2 的 a 属性,但 obj 的 a 并没有发生变化,这正是我们想要的。

可是,这样的拷贝还有瑕疵,再改一下例子:

const arr = [{a:1,b:2}, {a:3,b:4}];
const newArr = [].concat(arr);

newArr.length = 1; // 为了方便区分,只保留新数组的第一个元素
console.log(newArr); // [{a:1,b:2}]
console.log(arr); // [{a:1,b:2},{a:3,b:4}]

newArr[0].a = 123; // 修改 newArr 中第一个元素的a
console.log(arr[0]); // {a: 123, b: 2},竟然把 arr 的第一个元素的 a 也改了
复制代码

oh,no!这不是我们想要的...

经过一番查找,才发现:原来,对象的 Object.assign(),数组的 Array.prototype.slice()Array.prototype.concat(),还有 ES6 的 扩展运算符,都有类似的问题,它们都属于 浅拷贝。这一点,在实际工作中处理数据的组装时,要格外注意。

所以,我将浅拷贝这样定义:只拷贝第一层的原始类型值,和第一层的引用类型地址

深拷贝

我们当然希望当拷贝多层级的对象时,也能实现互不影响的效果。所以,深拷贝的概念也就油然而生了。我将深拷贝定义为:拷贝所有的属性值,以及属性地址指向的值的内存空间

也就是说,当遇到对象时,就再新开一个对象,然后将第二层源对象的属性值,完整地拷贝到这个新开的对象中

按照浅拷贝的思路,很容易就想到了递归调用。所以,就自己封装了个深拷贝的方法:

function deepClone(obj) {
    if(!obj && typeof obj !== 'object'){
        return;
    }
    var newObj= toString.call(obj) === '[object Array]' ? [] : {};
    for (var key in obj) {
        if (obj[key] && typeof obj[key] === 'object') {
            newObj[key] = deepClone(obj[key]);
        } else {
            newObj[key] = obj[key];
        }
    }
    return newObj;
}
复制代码

再试试看:

let arr = [{a:1,b:2}, {a:3,b:4}];
let newArr = deepClone(arr);

newArr.length = 1; // 为了方便区分,只保留新数组的第一个元素
console.log(newArr); // [{a:1, b:2}]
console.log(arr); // [{a:1, b:2}, {a:3, b:4}]

newArr[0].a = 123; // 修改 newArr 中第一个元素的 a
console.log(arr[0]); // {a:1, b:2}
复制代码

ok,这下搞定了。

不过,这个方法貌似会存在 引用丢失 的的问题。比如这样:

var b = {};
var a = {a1: b, a2: b};

a.a1 === a.a2 // true

var c = clone(a);
c.a1 === c.a2 // false
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如果我们的需求是,应该丢失引用,那就可以用这个方法。反之,就得想办法解决。

一行代码的深拷贝

当然,还有最简单粗暴的深拷贝方法,就是利用 JSON 了。像这样:

let newArr2 = JSON.parse(JSON.stringify(arr));
console.log(arr[0]); // {a:1, b:2}
newArr2[0].a = 123;
console.log(arr[0]); // {a:1, b:2}
复制代码

但是,JSON 内部用了递归的方式。数据一但过多,就会有递归爆栈的风险。

// Maximum call stack size exceeded
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深拷贝的终极方案

有位大佬给出了深拷贝的终极方案,利用了“栈”的思想。

function cloneForce(x) {
    // 用来去重
    const uniqueList = [];

    let root = {};

    // 循环数组
    const loopList = [
        {
            parent: root,
            key: undefined,
            data: x,
        }
    ];

    while(loopList.length) {
        // 深度优先
        const node = loopList.pop();
        const parent = node.parent;
        const key = node.key;
        const data = node.data;

        // 初始化赋值目标,key为undefined则拷贝到父元素,否则拷贝到子元素
        let res = parent;
        if (typeof key !== 'undefined') {
            res = parent[key] = {};
        }

        // 数据已经存在
        let uniqueData = uniqueList.find((item) => item.source === data );
        if (uniqueData) {
            parent[key] = uniqueData.target;
            // 中断本次循环
            continue;
        }

        // 数据不存在
        // 保存源数据,在拷贝数据中对应的引用
        uniqueList.push({
            source: data,
            target: res,
        });

        for(let k in data) {
            if (data.hasOwnProperty(k)) {
                if (typeof data[k] === 'object') {
                    // 下一次循环
                    loopList.push({
                        parent: res,
                        key: k,
                        data: data[k],
                    });
                } else {
                    res[k] = data[k];
                }
            }
        }
    }

    return root;
}
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其思路是:引入一个数组 uniqueList 用来存储已经拷贝的数组,每次循环遍历时,先判断对象是否在 uniqueList 中了,如果在的话就不执行拷贝逻辑了。

这个方法是在解决递归爆栈问题的基础上,加以改进解决循环引用的问题。但如果你并不想保持引用,那就改用 cloneLoop(用于解决递归爆栈)即可。有兴趣的同学,可以前往 深拷贝的终极探索(90%的人都不知道),查看更多的细节。

总结

所谓深拷贝与浅拷贝,指的是 ObjectArray 这样的引用数据类型。

浅拷贝,只拷贝第一层的原始类型值,和第一层的引用类型地址。

深拷贝,拷贝所有的属性值,以及属性地址指向的值的内存空间。通过递归调用,或者 JSON 来做深拷贝,都会有一些问题。而 cloneForce 方法倒是目前看来最完美的解决方案了。

在日常的工作中,我们要特别注意,对象的 Object.assign(),数组的 Array.prototype.slice()Array.prototype.concat(),还有 ES6 的 扩展运算符,都属于浅拷贝。当需要做数据组装时,一定要用深拷贝,以免影响界面展示效果。

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