JavaScript 的浅拷贝与深拷贝,栈与堆,深拷贝的多种方法,最全讲解
栈与堆
在 JavaScript 中也会将基本类型与对象类型称为值类型与引用类型。这个是因为基本类型中存储的是数据完整的值,而在引用类型中存储的仅是指向数据的一个地址。
在大部分编程语言中,变量会被存放在两个地方,栈(stack)和堆(heap)。在 JavaScript 中栈存放的就是值类型的数据和引用类型的地址,而引用类型真正的数据被存放在堆中。
当我们定义以下变量时,它们在内存中的栈堆中的存在如图所示:
let name = "鸣人"
let age = 18function sayHello() {alert("你好~")
}let person = {name: "宁次",age: 20,
}let students = ["鸣人", "路飞", "柯南"]
深拷贝与浅拷贝
这导致对于值类型与引用类型复制时会产生不一样的结果,值类型的复制是完全拷贝同一份值,而引用类型是拷贝引用地址。
let name = "鸣人"let person = {name: "宁次",age: 20,
}let name2 = name
let person2 = person
对于引用(对象)类型来说,这种只是复制对象引用地址被称为浅拷贝(shallow copy),与之对应的,如果在堆中拷贝了一模一样的数据则被称为深拷贝(deep copy)。
将对象数据保存在堆中能大大节省内存空间,如果整个中国的名单保存在变量中,使用栈来保存则每次复制会拷贝整个数据(每次调用函数传参也属于执行了一次复制),内存会根本不够用。
保存在堆中的数据每次复制只是复制一个引用地址,会大大节省内存的使用。
浅拷贝
当我们修改浅拷贝对象内数据时,会造成多个指向此数据地址的变量都受到影响。注意有时这个特性会造成意料之外的问题。
let person = {name: "宁次",age: 20,
}let person2 = personperson2.name = "柯南"alert(person.name) // 柯南
数组也是对象,因此同样存在浅拷贝的特性。
let arr = [1, 2, 3]
let arr2 = arrarr2[0] = "x"alert(arr[0]) // x
浅拷贝只是一个特性,它也存在好的一面与坏的一面。
假设我们有一个人的对象在代码中有多处使用,这个人改了一个名字,那么其他地方使用这个人的名字时会使用的是新的名字,我们不用修改每个对象的名字。
这是很符合生活场景的,具有现实意义。
let mingren = {name: "鸣人",score: 40,
}function mark(person) {if (person.score < 60) {person.status = "不及格"} else {person.status = "及格"}
}mark(mingren)alert(mingren.status) // 不及格
深拷贝
深拷贝就是将数据在堆中进行了拷贝的结果,这样对复制过后的对象的操作便不会影响到原对象。
let person = {name: "宁次",age: 20,
}let person2 = { ...person }
我们再修改 person2,也不会对 person 有任何影响了。
let person = {name: "宁次",age: 20,
}let person2 = { ...person }person2.name = "鸣人"alert(person.name)
深拷贝一般有以下几种方法:
- 使用解构赋值
- 使用 Object.create
- 使用 JSON.parse 和 JSON.stringify
- 使用 structuredClone
- 自己实现
- 使用第三方库,例如 lodash
解构赋值
解构赋值有个问题,只能复制对象内第一层的值,更深一层便无能为力了。
let person = {name: "宁次",age: 20,sister: {name: "雏田",age: 18,},
}let person2 = { ...person }person2.name = "鸣人"alert(person.name) // 宁次, 第一层 okperson2.sister.name = "鸣妹"
alert(person.sister.name) // 鸣妹,第二层仍是浅拷贝
// 数组的解构赋值深拷贝
let arr = [1, 2, 3]
let arr2 = [...arr]arr2[0] = "x"alert(arr[0]) // 1
Object.create
Object.create 使用现有的对象来创建一个新的对象。同样的,也只能解决第一层的复制。
详情参考 Object.create - MDN。
let person = {name: "宁次",age: 20,sister: {name: "雏田",age: 18,},
}let person2 = Object.create(person)person2.name = "鸣人"alert(person.name) // 宁次, 第一层 okperson2.sister.name = "鸣妹"
alert(person.sister.name) // 鸣妹,第二层仍是浅拷贝
注意:Object.create 对于数组的深拷贝不理想。
JSON.parse 和 JSON.stringify
先用 JSON.stringify 将对象序列化成字符串,再用 JSON.parse 解析回来,可以达到深拷贝的效果,并且对于多层对象同样有效。
let person = {name: "宁次",age: 20,sister: {name: "雏田",age: 18,},
}let person2 = JSON.parse(JSON.stringify(person))person2.name = "鸣人"
alert(person.name) // 宁次, 第一层 okperson2.sister.name = "鸣妹"
alert(person.sister.name) // 雏田,多层对象依旧 OK
注意:JSON.parse 和 JSON.stringify 依旧不是完美的,像一些方法或用户自定义的类型则不能有效的拷贝。
let person = {name: "宁次",age: 20,sayHello() {alert("你好~")},
}let person2 = JSON.parse(JSON.stringify(person))person2.sayHello() // error:person2.sayHello is not a function
structuredClone
structuredClone 是内置的一个方法,对于多层对象也能很好地执行拷贝,但同样对方法或自定义对象无力。
详情请参考 structuredClone - MDN。
let person = {name: "宁次",age: 20,sister: {name: "雏田",age: 18,},
}let person2 = structuredClone(person)person2.name = "鸣人"alert(person.name) // 宁次, 第一层 okperson2.sister.name = "鸣妹"
alert(person.sister.name) // 雏田,多层对象依旧 OK
对于方法或自定义对象无力无能为力。
let person = {name: "宁次",age: 20,sayHello() {alert("你好~")},
}// Uncaught DOMException: Failed to execute 'structuredClone' on 'Window': sayHello() {alert("你好~")} could not be cloned
let person2 = structuredClone(person)
自己实现
自己实现的灵活度就很高,根据代码实现不同达到的效果与运行效率也会有所不同。
以下是三眼鸭通过递归实现的一个深拷贝函数,经测试能正确拷贝常见的多层对象、数组、方法。
// 深拷贝
function deepclone(obj) {function copyList(arr) {let result = []for (let item of arr) {result.push(this.deepclone(item))}return result}if (typeof obj === "object") {if (Array.isArray(obj)) {return copyList(obj)} else {let result = {}for (let key in obj) {result[key] = deepclone(obj[key])}return result}} else {return obj}
}let person = {name: "宁次",age: 20,sayHello() {alert("你好")},sister: {name: "雏田",age: 18,},arr: [1, 2, 3],
}let person2 = deepclone(person)person2.name = "鸣人"alert(person.name) // 宁次, 第一层 okperson2.sister.name = "鸣妹"
alert(person.sister.name) // 雏田,多层对象依旧 OKperson2.arr[0] = "x"
alert(person.arr[0]) // 1, 数组也 okperson2.sayHello() // 你好,方法也 ok
使用 lodash
lodash 是一个扩展了 JavaScript 中多个类型的功能的一个第三方库。
引用官方介绍:
Lodash makes JavaScript easier by taking the hassle out of working with arrays, numbers, objects, strings, etc.Lodash’s modular methods are great for:
- Iterating arrays, objects, & strings
- Manipulating & testing values
- Creating composite functions
更多详情参考 lodash 官方文档。
引入 lodash 的方法有很多,以下使用外部链接的方法引入。
<script src="<https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/lodash.js/4.17.21/lodash.min.js>"></script>
let person = {name: "宁次",age: 20,sayHello() {alert("你好")},sister: {name: "雏田",age: 18,},arr: [1, 2, 3],
}let person2 = _.cloneDeep(person)person2.name = "鸣人"alert(person.name) // 宁次, 第一层 okperson2.sister.name = "鸣妹"
alert(person.sister.name) // 雏田,多层对象依旧 OKperson2.arr[0] = "x"
alert(person.arr[0]) // 1, 数组也 okperson2.sayHello() // 你好,方法也 ok
总结
使用浅拷贝和深拷贝要取决于当时的场景,三眼鸭总结了以下三个要点:
- 使用浅拷贝的情况下要留意对数据的修改,要想清楚修改后影响到所有引用的对象这个结果是否是你想要的,不是的话请使用深拷贝。
- 对于函数内部的代码则要尽量避免修改传入进来的对象,如果必须要修改,则要在函数说明中醒目提示。
- 也不要盲目频繁地使用深拷贝,以免造成大量的内存浪费。
- 对于深拷贝也不必选择大而全地完全拷贝的方法,如果只是单层对象或数组,简单地使用解构赋值就是最好的方法。
每日名言
“Any fool can write code that a computer can understand. Good programmers write code that humans can understand.” – Martin Fowler
菜鸟写机器能理解的代码,大佬写人能理解的代码。 – Martin Fowler
谢谢你的点赞,三眼鸭祝你编程学习顺利。
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