Javascript中的深浅拷贝

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); // 10

console.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 source

let sourceobj = {

number: 1,

string: 'source1',

boolean: true,

null: null,

undefined: undefined,

arr: [{name: 'arr1'}, 1],

func: () => 'sourcefunc1',

obj: {

string: 'obj1',

func: () => 'objfunc1'

}

}

// 拷贝sourceobj

let copyobj = shadowclone(sourceobj);

// 修改 sourceobj

copyobj.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 sourceobj

let sourceobj = {

number: 1,

string: 'source1',

boolean: true,

null: null,

undefined: undefined,

arr: [{name: 'arr1'}],

func: () => 'sourcefunc1',

obj: {

string: 'obj1',

func: () => 'objfunc1'

}

}

// 拷贝sourceobj

let copyobj = deepclone(sourceobj);

// 修改 source

copyobj.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