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你最少用几行代码实现深拷贝?

前言

深度克隆(深拷贝)一直都是初、中级前端面试中经常被问到的题目,网上介绍的实现方式也都各有千秋,大体可以概括为三种方式:

  1. JSON.stringify+JSON.pars e, 这个很好理解;

  2. 全量判断类型,根据类型做不同的处理

  3. 2的变型,简化类型判断过程

前两种比较常见也比较基础,所以我们今天主要讨论的是第三种。

阅读全文你将学习到:

  1. 更简洁的深度克隆方式

  2. Object.getOwnPropertyDescriptors()api

  3. 类型判断的通用方法

问题分析

深拷贝 自然是 相对 浅拷贝 而言的。 我们都知道 引用数据类型 变量存储的是数据的引用,就是一个指向内存空间的指针, 所以如果我们像赋值简单数据类型那样的方式赋值的话,其实只能复制一个指针引用,并没有实现真正的数据克隆。

通过这个例子很容易就能理解:

const obj1 = {
   name: 'superman'
}
const obj2 = obj1;
obj1.name = '前端切图仔';
console.log(obj2.name); // 前端切图仔

所以深度克隆就是为了解决引用数据类型不能被通过赋值的方式 复制 的问题。

引用数据类型

我们不妨来罗列一下引用数据类型都有哪些:

  • ES6之前: Object, Array, Date, RegExp, Error,

  • ES6之后: Map, Set, WeakMap, WeakSet,

所以,我们要深度克隆,就需要对数据进行遍历并根据类型采取相应的克隆方式。 当然因为数据会存在多层嵌套的情况,采用递归是不错的选择。

简单粗暴版本

function deepClone(obj) {
   let res = {};
   // 类型判断的通用方法
   function getType(obj) {
       return Object.prototype.toString.call(obj).replaceAll(new RegE xp(/\[|\]|object /g), "");
  }
   const type = getType(obj);
   const reference = ["Set", "WeakSet", "Map", "WeakMap", "RegExp", "Date", "Error"];
   if (type === "Object") {
       for (const key in obj) {
           if (Object.hasOwnProperty.call(obj, key)) {
               res[key] = deepClone(obj[key]);
          }
      }
  } else if (type === "Array") {
       console.log('array obj', obj);
       obj.forEach((e, i) => {
           res[i] = deepClone(e);
      });
  }
   else if (type === "Date") {
       res = new Date(obj);
  } else if (type === "RegExp") {
       res = new RegExp(obj);
  } else if (type === "Map") {
       res = new Map(obj);
  } else if (type === "Set") {
       res = new Set(obj);
  } else if (type === "WeakMap") {
       res = new WeakMap(obj);
  } else if (type === "WeakSet") {
       res = new WeakSet(obj);
  }else if (type === "Error") {
       res = new Error(obj);
  }
    else {
       res = obj;
  }
   return res;
}

其实这就是我们最前面提到的第二种方式,很傻对不对,明眼人一眼就能看出来有很多冗余代码可以合并。

我们先进行最基本的优化:

合并冗余代码

将一眼就能看出来冗余的代码合并下。

function deepClone(obj) {
   let res = null;
   // 类型判断的通用方法
   function getType(obj) {
       return Object.prototype.toString.call(obj).replaceAll(new RegExp(/\[|\]|object /g), "");
  }
   const type = getType(obj);
   const reference = ["Set", "WeakSet", "Map", "WeakMap", "RegExp", "Date", "Error"];
   if (type === "Object") {
       res = {};
       for (const key in obj) {
           if (Object.hasOwnProperty.call(obj, key)) {
               res[key] = deepClone(obj[key]);
          }
      }
  } else if (type === "Array") {
       console.log('array obj', obj);
       res = [];
       obj.forEach((e, i) => {
           res[i] = deepClone(e);
      });
  }
   // 优化此部分冗余判断
   // else if (type === "Date") {
   //     res = new Date(obj);
   // } else if (type === "RegExp") {
   //     res = new RegExp(obj);
   // } else if (type === "Map") {
   //     res = new Map(obj);
   // } else if (type === "Set") {
   //     res = new Set(obj);
   // } else if (type === "WeakMap") {
   //     res = new WeakMap(obj);
   // } else if (type === "WeakSet") {
   //     res = new WeakSet(obj);
   // }else if (type === "Error") {
   //   res = new Error(obj);
   //}
   else if (reference.includes(type)) {
       res = new obj.constructor(obj);
  } else {
       res = obj;
  }
   return res;
}

为了验证代码的正确性,我们用下面这个数据验证下:

const map = new Map();
map.set("key", "value");
map.set("ConardLi", "coder");

const set = new Set();
set.add("ConardLi");
set.add("coder");

const target = {
   field1: 1,
   field2: undefined,
   field3: {
       child: "child",
  },
   field4: [2, 4, 8],
   empty: null,
   map,
   set,
   bool: new Boolean(true),
   num: new Number(2),
   str: new String(2),
   symbol: Object(Symbol(1)),
   date: new Date(),
   reg: /\d+/,
   error: new Error(),
   func1: () => {
       let t = 0;
       console.log("coder", t++);
  },
   func2: function (a, b) {
       return a + b;
  },
};
//测试代码
const test1 = deepClone(target);
target.field4.push(9);
console.log('test1: ', test1);

执行结果:

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还有进一步优化的空间吗?

答案当然是肯定的。

// 判断类型的方法移到外部,避免递归过程中多次执行
const judgeType = origin => {
   return Object.prototype.toString.call(origin).replaceAll(new RegExp(/\[|\]|object /g), "");
};
const reference = ["Set", "WeakSet", "Map", "WeakMap", "RegExp", "Date", "Error"];
function deepClone(obj) {
   // 定义新的对象,最后返回
    //通过 obj 的原型创建对象
   const cloneObj = Object.create(Object.getPrototypeOf(obj), Object.getOwnPropertyDescriptors(obj));

   // 遍历对象,克隆属性
   for (let key of Reflect.ownKeys(obj)) {
       const val = obj[key];
       const type = judgeType(val);
       if (reference.includes(type)) {
           newObj[key] = new val.constructor(val);
      } else if (typeof val === "object" && val !== null) {
           // 递归克隆
           newObj[key] = deepClone(val);
      } else {
           // 基本数据类型和function
           newObj[key] = val;
      }
  }
   return newObj;
}

执行结果如下:

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  • Object.getOwnPropertyDescriptors() 方法用来获取一个对象的所有自身属性的描述符。

  • 返回所指定对象的所有自身属性的描述符,如果没有任何自身属性,则返回空对象。

具体解释和内容见MDN

这样做的好处就是能够提前定义好最后返回的数据类型。

这个实现参考了网上一位大佬的实现方式,个人觉得理解成本有点高,而且对数组类型的处理也不是特别优雅, 返回类数组。

我在我上面代码的基础上进行了改造,改造后的代码如下:

function deepClone(obj) {
   let res = null;
   const reference = [Date, RegExp, Set, WeakSet, Map, WeakMap, Error];
   if (reference.includes(obj?.constructor)) {
       res = new obj.constructor(obj);
  } else if (Array.isArray(obj)) {
       res = [];
       obj.forEach((e, i) => {
           res[i] = deepClone(e);
      });
  } else if (typeof obj === "Object" && obj !== null) {
       res = {};
       for (const key in obj) {
           if (Object.hasOwnProperty.call(obj, key)) {
               res[key] = deepClone(obj[key]);
          }
      }
  } else {
       res = obj;
  }
   return res;
}

虽然代码量上没有什么优势,但是整体的理解成本和你清晰度上我觉得会更好一点。那么你觉得呢?

最后,还有循环引用问题,避免出现无线循环的问题。

我们用hash来存储已经加载过的对象,如果已经存在的对象,就直接返回。

function deepClone(obj, hash = new WeakMap()) {
   if (hash.has(obj)) {
       return obj;
  }
   let res = null;
   const reference = [Date, RegExp, Set, WeakSet, Map, WeakMap, Error];

   if (reference.includes(obj?.constructor)) {
       res = new obj.constructor(obj);
  } else if (Array.isArray(obj)) {
       res = [];
       obj.forEach((e, i) => {
           res[i] = deepClone(e);
      });
  } else if (typeof obj === "Object" && obj !== null) {
       res = {};
       for (const key in obj) {
           if (Object.hasOwnProperty.call(obj, key)) {
               res[key] = deepClone(obj[key]);
          }
      }
  } else {
       res = obj;
  }
   hash.set(obj, res);
   return res;
}

总结

对于深拷贝的实现,可能存在很多不同的实现方式,关键在于理解其原理,并能够记住一种最容易理解和实现的方式,面对类似的问题才能做到 临危不乱,泰然自若。 上面的实现你觉得哪个更好呢?欢迎大佬们在评论区交流~


作者:前端superman
来源:https://juejin.cn/post/7075351322014253064

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