实现深拷贝？

Posted 2022-11-10 Songlcy

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.parse, 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
复制代码

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 RegExp(/\\[|\\]|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;

复制代码

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;

复制代码

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);
复制代码

执行结果：

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;

复制代码

执行结果如下：

• 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" && typeof obj !== null) 
        res = ;
        for (const key in obj) 
            if (Object.hasOwnProperty.call(obj, key)) 
                res[key] = deepClone(obj[key]);
            
        
     else 
        res = obj;
    
    return res;

复制代码

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" && typeof 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;

复制代码