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【前端面试题】深拷贝的终极实现

article 2024/11/13 10:36:57

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引子

通过本文可以学习到深拷贝的三种写法的实现思路与性能差异

首先，我们要理解什么是深拷贝，以及为什么要实现深拷贝

深拷贝是什么

通俗来讲，深拷贝就是深层的拷贝一个变量值。

为什么要实现深拷贝

因为在拷贝引用值时，由于复制一个变量只是将其指向要复制变量的引用内存地址，他们并没有完全的断开，而使用就可以实现深拷贝将其完全拷贝为两个单独的存在，指向不同的内存地址。

如何实现深拷贝

一行实现

let deepClone = JSON.parse(JSON.stringify(obj))
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这种是最简单的实现方法，但缺点是无法拷贝 Date()或是RegExp()。

简单实现

function deepClone(obj) {
    // 判断是否是对象
    if (typeof obj !== 'object') return obj
    // 判断是否是数组 如果是数组就返回一个新数组 否则返回一个新对象
    var newObj = obj instanceof Array ? [] : {};
    // 遍历obj
    for (var key in obj) {
        // 将key值拷贝，再层层递进拷贝对象的值
        newObj[key] = deepClone(obj[key]);
    }
    // 返回最终拷贝完的值
    return newObj;
}
复制代码

对于普通的值(如数值、字符串、布尔值)和常见的引用类型(如对象和数组)，这个写法完全够用。

但因为少了对 Date() 和 RegExp() 这些引用类型的特殊处理，这个写法一样不够完备。

普通版

function deepClone(origin, target) {
  // 判断target是否传入,如果未传入则创建一个{}
  let tar = target || {}; 
  // 遍历origin对象
  for (var key in origin) {
    // 判断是否origin的自有属性
    if (origin.hasOwnProperty(key)) {  
      // 如果值是对象并且不为null,递归调用
      if (typeof origin[key] === 'object' && origin[key] !== null) {  
        // 根据值是否为数组创建初始化对象或数组
        tar[key] = Array.isArray(origin[key]) ? [] : {};
        // 递归调用 
        deepClone(origin[key], tar[key]);
      } else {  
        // 如果是简单类型,直接复制值
        tar[key] = origin[key];
      }
    }
  }
  // 返回最终拷贝完的值
  return tar;
}

复制代码

这个深拷贝方法通过判断属性的值类型，实现了对对象、数组以及 Date、RegExp 等引用类型对象的递归拷贝，同时也考虑了拷贝基本类型值的情况，能够满足大多数场景的要求。

最终版

为什么还有最终版？

上面的案例，可以应对一般场景。

但是对于有两个对象相互拷贝的场景，会导致循环的无限递归，造成死循环！

Uncaught RangeError: Maximum call stack size exceeded

场景：

如何解决无限递归的问题？

首先我们要了解 WeakMap： WeakMap 的键名所引用的对象都是弱引用，不会被垃圾回收机制考虑，所以当对象只被WeakMap引用时，其所占用的内存会被垃圾回收。

而通过 WeakMap 记录已经拷贝过的对象，能防止循环引用导致的无限递归。

代码

实现简述：利用 WeakMap() 在属性遍历完绑定，并在每次循环时获取当前键名，如果存在则返回数据，不存在则拷贝。

function deepClone(origin, hashMap = new WeakMap()) {
    // 判断是否是对象
    if (origin == undefined || typeof origin !== 'object') return origin;
    // 判断是否是Date/RegExp类型
    if (origin instanceof Date) return new Date(origin);
    if (origin instanceof RegExp) return new RegExp(origin);

    // 判断是否已经克隆过此对象, 如果是直接返回
    const hashKey = hashMap.get(origin);
    if (hashKey) return hashKey;

    // *利用原型构造器获取新的对象 如: [], {}
    const target = new origin.constructor();
    // 将对象存入map
    hashMap.set(origin, target);
    // 循环遍历当前层数据
    for (let k in origin) {
        // 判断当前属性是否为引用类型
        if (origin.hasOwnProperty(k)) {
            target[k] = deepClone(origin[k], hashMap);
        }
    }
    return target;
}
复制代码

我们再来看一下使用最新版后的两个对象互相拷贝：