超详细JavaScript深浅拷贝的实现教程
作者：CUGGZ
一、浅拷贝
浅拷贝是指，一个新的对象对原始对象的属性值进行精确地拷贝，如果拷贝的是基本数据类型，拷贝的就是基本数据类型的值；如果拷贝的是引用数据类型，拷贝的就是内存地址。如果其中一个对象的引用内存地址发生改变，另一个对象也会发生变化。
1. Object.assign()
object.assign 是 ES6 中 object 的一个方法，该方法可以用于 JS 对象的合并。我们可以使用它来实现浅拷贝。
该方法的参数 target 指的是目标对象，sources指的是源对象。使用形式如下：
Object.assign(target, ...sources)
使用示例：
let target = {a: 1};
let object2 = {b: {d : 2}};
let object3 = {c: 3};
Object.assign(target, object2, object3);
console.log(target); // {a: 1, b: {d : 2}, c: 3}
这里通过 Object.assign 将 object2 和 object3 拷贝到了 target 对象中，下面来尝试将 object2 对象中的 b 属性中的d属性由 2 修改为 666：
object2.b.d = 666;
console.log(target); // {a: 1, b: {d: 666}, c: 3}
可以看到，target的b属性值的d属性值变成了666，因为这个b的属性值是一个对象，它保存了该对象的内存地址，当原对象发生变化时，引用他的值也会发生变化。
注意：
- 如果目标对象和源对象有同名属性，或者多个源对象有同名属性，则后面的属性会覆盖前面的属性；
- 如果该函数只有一个参数，当参数为对象时，直接返回该对象；当参数不是对象时，会先将参数转为对象然后返回；
- 因为
null和undefined不能转化为对象，所以第一个参数不能为null或undefined，否则会报错； - 它不会拷贝对象的继承属性，不会拷贝对象的不可枚举的属性，可以拷贝 Symbol 类型的属性。
实际上，Object.assign 会循环遍历原对象的可枚举属性，通过复制的方式将其赋值给目标对象的相应属性。
2. 扩展运算符
使用扩展运算符可以在构造字面量对象的时候，进行属性的拷贝。使用形式如下：
let cloneObj = { ...obj };
使用示例：
let obj1 = {a:1,b:{c:1}}
let obj2 = {...obj1};
obj1.a = 2;
console.log(obj1); //{a:2,b:{c:1}}
console.log(obj2); //{a:1,b:{c:1}}
obj1.b.c = 2;
console.log(obj1); //{a:2,b:{c:2}}
console.log(obj2); //{a:1,b:{c:2}}
扩展运算符 和 object.assign 实现的浅拷贝的功能差不多，如果属性都是基本类型的值，使用扩展运算符进行浅拷贝会更加方便。
3. 数组浅拷贝
（1）Array.prototype.slice()
slice()方法是JavaScript数组方法，该方法可以从已有数组中返回选定的元素，不会改变原始数组。使用方式如下：
array.slice(start, end)
该方法有两个参数，两个参数都可选：
- start: 规定从何处开始选取。如果是负数，那么它规定从数组尾部开始算起的位置。也就是说，-1 指最后一个元素，-2 指倒数第二个元素，以此类推。
- end：规定从何处结束选取。该参数是数组片断结束处的数组下标。如果没有指定该参数，那么切分的数组包含从 start 到数组结束的所有元素。如果这个参数是负数，那么它规定的是从数组尾部开始算起的元素。
如果两个参数都不写，就可以实现一个数组的浅拷贝：
let arr = [1,2,3,4]; console.log(arr.slice()); // [1,2,3,4] console.log(arr.slice() === arr); //false
slice 方法不会修改原数组，只会返回一个浅拷贝了原数组中的元素的一个新数组。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，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。
（2）Array.prototype.concat()
concat() 方法用于合并两个或多个数组，此方法不会更改原始数组，而是返回一个新数组。使用方式如下：
arrayObject.concat(arrayX,arrayX,......,arrayX)
该方法的参数arrayX是一个数组或值，将被合并到arrayObject数组中。如果省略了所有 arrayX 参数，则 concat 会返回调用此方法的现存数组的一个浅拷贝：
let arr = [1,2,3,4]; console.log(arr.concat()); // [1,2,3,4] console.log(arr.concat() === arr); //false
concat方法创建一个新的数组，它由被调用的对象中的元素组成，每个参数的顺序依次是该参数的元素（参数是数组）或参数本身（参数不是数组）。它不会递归到嵌套数组参数中。
concat方法不会改变this或任何作为参数提供的数组，而是返回一个浅拷贝，它包含与原始数组相结合的相同元素的副本。原始数组的元素将复制到新数组中，如下所示：
- 对象引用（而不是实际对象）：concat将对象引用复制到新数组中。原始数组和新数组都引用相同的对象。也就是说，如果引用的对象被修改，则更改对于新数组和原始数组都是可见的。这包括也是数组的数组参数的元素。
- 数据类型如字符串，数字和布尔值：concat将字符串和数字的值复制到新数组中。
4. 手写实现浅拷贝
根据以上对浅拷贝的理解，实现浅拷贝的思路：
- 对基础类型做最基本的拷贝；
- 对引用类型开辟新的存储，并且拷贝一层对象属性。
代码实现：
// 浅拷贝的实现;
function shallowCopy(object) {
// 只拷贝对象
if (!object || typeof object !== "object") return;
// 根据 object 的类型判断是新建一个数组还是对象
let newObject = Array.isArray(object) ? [] : {};
// 遍历 object，并且判断是 object 的属性才拷贝
for (let key in object) {
if (object.hasOwnProperty(key)) {
newObject[key] = object[key];
}
}
return newObject;
}
这里用到了 hasOwnProperty() 方法，该方法会返回一个布尔值，指示对象自身属性中是否具有指定的属性。所有继承了 Object 的对象都会继承到 hasOwnProperty() 方法。这个方法可以用来检测一个对象是否是自身属性。
可以看到，所有的浅拷贝都只能拷贝一层对象。如果存在对象的嵌套，那么浅拷贝就无能为力了。深拷贝就是为了解决这个问题而生的，它能解决多层对象嵌套问题，彻底实现拷贝。
二、深拷贝
深拷贝是指，对于简单数据类型直接拷贝他的值，对于引用数据类型，在堆内存中开辟一块内存用于存放复制的对象，并把原有的对象类型数据拷贝过来，这两个对象相互独立，属于两个不同的内存地址，修改其中一个，另一个不会发生改变。
1. JSON.stringify()
JSON.parse(JSON.stringify(obj))是比较常用的深拷贝方法之一，它的原理就是利用JSON.stringify 将JavaScript对象序列化成为JSON字符串），并将对象里面的内容转换成字符串，再使用JSON.parse来反序列化，将字符串生成一个新的JavaScript对象。
这个方法是目前我在公司项目开发中使用最多的深拷贝的方法，也是最简单的方法。
使用示例：
let obj1 = {
a: 0,
b: {
c: 0
}
};
let obj2 = JSON.parse(JSON.stringify(obj1));
obj1.a = 1;
obj1.b.c = 1;
console.log(obj1); // {a: 1, b: {c: 1}}
console.log(obj2); // {a: 0, b: {c: 0}}
这个方法虽然简单粗暴，但也存在一些问题，在使用该方法时需要注意：
- 拷贝的对象中如果有函数，undefined，symbol，当使用过
JSON.stringify()进行处理之后，都会消失。 - 无法拷贝不可枚举的属性；
- 无法拷贝对象的原型链；
- 拷贝 Date 引用类型会变成字符串；
- 拷贝 RegExp 引用类型会变成空对象；
- 对象中含有 NaN、Infinity 以及 -Infinity，JSON 序列化的结果会变成 null；
- 无法拷贝对象的循环应用，即对象成环 (
obj[key] = obj)。
在日常开发中，上述几种情况一般很少出现，所以这种方法基本可以满足日常的开发需求。如果需要拷贝的对象中存在上述情况，还是要考虑使用下面的几种方法。
2. 函数库lodash
该函数库也有提供_.cloneDeep用来做深拷贝，可以直接引入并使用：
var _ = require('lodash');
var obj1 = {
a: 1,
b: { f: { g: 1 } },
c: [1, 2, 3]
};
var obj2 = _.cloneDeep(obj1);
console.log(obj1.b.f === obj2.b.f);// false
这里附上lodash中深拷贝的源代码供大家学习：
/**
* value：需要拷贝的对象
* bitmask：位掩码，其中 1 是深拷贝，2 拷贝原型链上的属性，4 是拷贝 Symbols 属性
* customizer：定制的 clone 函数
* key：传入 value 值的 key
* object：传入 value 值的父对象
* stack：Stack 栈，用来处理循环引用
*/
function baseClone(value, bitmask, customizer, key, object, stack) {
let result
// 标志位
const isDeep = bitmask & CLONE_DEEP_FLAG // 深拷贝，true
const isFlat = bitmask & CLONE_FLAT_FLAG // 拷贝原型链，false
const isFull = bitmask & CLONE_SYMBOLS_FLAG // 拷贝 Symbol，true
// 自定义 clone 函数
if (customizer) {
result = object ? customizer(value, key, object, stack) : customizer(value)
}
if (result !== undefined) {
return result
}
// 非对象
if (!isObject(value)) {
return value
}
const isArr = Array.isArray(value)
const tag = getTag(value)
if (isArr) {
// 数组
result = initCloneArray(value)
if (!isDeep) {
return copyArray(value, result)
}
} else {
// 对象
const isFunc = typeof value == 'function'
if (isBuffer(value)) {
return cloneBuffer(value, isDeep)
}
if (tag == objectTag || tag == argsTag || (isFunc && !object)) {
result = (isFlat || isFunc) ? {} : initCloneObject(value)
if (!isDeep) {
return isFlat
? copySymbolsIn(value, copyObject(value, keysIn(value), result))
: copySymbols(value, Object.assign(result, value))
}
} else {
if (isFunc || !cloneableTags[tag]) {
return object ? value : {}
}
result = initCloneByTag(value, tag, isDeep)
}
}
// 循环引用
stack || (stack = new Stack)
const stacked = stack.get(value)
if (stacked) {
return stacked
}
stack.set(value, result)
// Map
if (tag == mapTag) {
value.forEach((subValue, key) => {
result.set(key, baseClone(subValue, bitmask, customizer, key, value, stack))
})
return result
}
// Set
if (tag == setTag) {
value.forEach((subValue) => {
result.add(baseClone(subValue, bitmask, customizer, subValue, value, stack))
})
return result
}
// TypedArray
if (isTypedArray(value)) {
return result
}
// Symbol & 原型链
const keysFunc = isFull
? (isFlat ? getAllKeysIn : getAllKeys)
: (isFlat ? keysIn : keys)
const props = isArr ? undefined : keysFunc(value)
// 遍历赋值
arrayEach(props || value, (subValue, key) => {
if (props) {
key = subValue
subValue = value[key]
}
assignValue(result, key, baseClone(subValue, bitmask, customizer, key, value, stack))
})
// 返回结果
return result
}
3. 手写实现深拷贝
（1）基础递归实现
实现深拷贝的思路就是，使用for in来遍历传入参数的属性值，如果值是基本类型就直接复制，如果是引用类型就进行递归调用该函数，实现代码如下：
function deepClone(source) {
//判断source是不是对象
if (source instanceof Object == false) return source;
//根据source类型初始化结果变量
let target = Array.isArray(source) ? [] : {};
for (let i in source) {
// 判断是否是自身属性
if (source.hasOwnProperty(i)) {
//判断数据i的类型
if (typeof source[i] === 'object') {
target[i] = deepClone(source[i]);
} else {
target[i] = source[i];
}
}
}
return target;
}
console.log(clone({b: {c: {d: 1}}})); // {b: {c: {d: 1}}})
这样虽然实现了深拷贝，但也存在一些问题：
- 不能复制不可枚举属性以及 Symbol 类型；
- 只能对普通引用类型的值做递归复制，对于 Date、RegExp、Function 等引用类型不能正确拷贝；
- 可能存在循环引用问题。
（2）优化递归实现
上面只是实现了一个基础版的深拷贝，对于上面存在的几个问题，可以尝试去解决一下：
- 使用
Reflect.ownKeys()方法来解决不能复制不可枚举属性以及 Symbol 类型的问题。Reflect.ownKeys()方法会返回一个由目标对象自身的属性键组成的数组。它的返回值等同于:Object.getOwnPropertyNames(target).concat(Object.getOwnPropertySymbols(target)); - 当参数值为 Date、RegExp 类型时，直接生成一个新的实例并返回；
- 利用
Object.getOwnPropertyDescriptors()方以获得对象的所有属性以及对应的特性。简单来说，这个方法返回给定对象的所有属性的信息，包括有关getter和setter的信息。它允许创建对象的副本并在复制所有属性（包括getter和setter）时克隆它。 - 使用
Object.create()方法创建一个新对象，并继承传入原对象的原型链。Object.create()方法会创建一个新对象，使用现有的对象来提供新创建的对象的__proto__。 - 使用 WeakMap 类型作为 Hash 表，WeakMap 是弱引用类型，可以防止内存泄漏，所以可以用来检测循环引用，如果存在循环，则引用直接返回 WeakMap 存储的值。WeakMap的特性就是，保存在其中的对象不会影响垃圾回收，如果WeakMap保存的节点，在其他地方都没有被引用了，那么即使它还在WeakMap中也会被垃圾回收回收掉了。在深拷贝的过程当中，里面所有的引用对象都是被引用的，为了解决循环引用的问题，在深拷贝的过程中，希望有个数据结构能够记录每个引用对象有没有被使用过，但是深拷贝结束之后这个数据能自动被垃圾回收，避免内存泄漏。
代码实现：
function deepClone (obj, hash = new WeakMap()) {
// 日期对象直接返回一个新的日期对象
if (obj instanceof Date){
return new Date(obj);
}
//正则对象直接返回一个新的正则对象
if (obj instanceof RegExp){
return new RegExp(obj);
}
//如果循环引用,就用 weakMap 来解决
if (hash.has(obj)){
return hash.get(obj);
}
// 获取对象所有自身属性的描述
let allDesc = Object.getOwnPropertyDescriptors(obj);
// 遍历传入参数所有键的特性
let cloneObj = Object.create(Object.getPrototypeOf(obj), allDesc)
hash.set(obj, cloneObj)
for (let key of Reflect.ownKeys(obj)) {
if(typeof obj[key] === 'object' && obj[key] !== null){
cloneObj[key] = deepClone(obj[key], hash);
} else {
cloneObj[key] = obj[key];
}
}
return cloneObj
}
可以使用以下数据进行测试：
let obj = {
num: 1,
str: 'str',
boolean: true,
und: undefined,
nul: null,
obj: { name: '对象', id: 1 },
arr: [0, 1, 2],
func: function () { console.log('函数') },
date: new Date(1),
reg: new RegExp('/正则/ig'),
[Symbol('1')]: 1,
};
Object.defineProperty(obj, 'innumerable', {
enumerable: false, value: '不可枚举属性'
});
obj = Object.create(obj, Object.getOwnPropertyDescriptors(obj))
obj.loop = obj // 将loop设置成循环引用的属性
let cloneObj = deepClone(obj)
console.log('obj', obj)
console.log('cloneObj', cloneObj)
运行结果如下：
可以看到，这样基本就实现了多数数据类型的深拷贝，不过也还存在一些缺陷，比如Map和Set结构在这个方法中无法进行拷贝，可以自己实现一下。
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