最近在 vue 框架下写业务代码,不可避免地涉及到对象深浅拷贝的问题,趁机会总结记录一下。

由于微信文章平台只能再重新编辑一次,以后文章有更新的话,会更新到我自己的个人博客,有兴趣的可以围观下:
个人博客地址:http://blog.ironmaxi.com

内存的堆区与栈区

首先要讲一下大家耳熟能详的「堆栈」,要区分一下数据结构和内存中的「堆栈」定义。

数据结构中的堆和栈是两种不同的、数据项按序排列的数据结构。

而我们重点要讲的是内存中的堆区与栈区。

在 C 语言中,栈区分配局部变量空间,而堆区是地址向上增长的用于分配程序猿申请的内存空间,另外还有静态区是分配静态变量、全局变量空间的;只读区是分配常量和程序代码空间的。以下举个简单的例子:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
int a = 0; // 全局初始化区
char *p1; // 全局未初始化区
main()
{
int b; // 栈
char s[] = "abc"; // 栈
char *p2; // 栈
char *p3 = "123456"; // 在常量区,p3在栈上。
static int c =0// 全局(静态)初始化区
p1 = (char *)malloc(10); // 堆
p2 = (char *)malloc(20); // 堆
}

而 JavaScript 是高级语言,底层依旧依靠 C/C++ 来编译实现,其变量划分为基本数据类型和引用类型。
基本数据类型包括:

  • undefined
  • null
  • boolean
  • number
  • string

这些类型在内存中分别占有固定大小的空间,他们的值保存在栈空间,通过按值访问、拷贝和比较。

引用类型包括:

  • object
  • array
  • function
  • error
  • date

这些类型的值大小不固定,栈内存中存放地址指向堆内存中的对象,是按引用访问的,说白了就跟 C 语言的指针一样的道理。

对于引用类型变量,栈内存中存放的知识该对象的访问地址,在堆内存中为该值分配空间,由于这种值的大小不固定,因此不能把他们保存到栈内存中;但内存地址大小是固定的,因此可以将堆内存地址保存到栈内存中。这样,当查询引用类型的变量时,就先从栈中读取堆内存地址,然后再根据该地址取出对应的值。

很显而易见的一点就是,JavaScript 中所有引用类型创建实例时,都是显式或隐式地 new 出对应类型的实例,实际上就是对应 C 语言的 malloc 分配内存函数。

JavaScript 中变量的赋值

js 中变量的赋值分为「传值」与「传址」。

给变量赋基本数据类型的值,就是「传值」;而给变量赋引用数据类型的值,实际上是「传址」。

基本数据类型变量的赋值、比较,只是值的赋值和比较,也即栈内存中的数据的拷贝和比较,参见如下直观的代码:

1
2
3
4
5
6
7
8
var num1 = 123;
var num2 = 123;
var num3 = num1;
num1 === num2; // true
num1 === num3; // true
num1 = 456;
num1 === num2; // false
num1 === num3; // false

引用数据类型变量的赋值、比较,只是存于栈内存中的堆内存地址的拷贝、比较,参加如下直观的代码:

1
2
3
4
5
6
7
8
var arr1 = [1, 2, 3];
var arr2 = [1, 2, 3];
var arr3 = arr1;
arr1 === arr2; // false
arr1 === arr3; // true
arr1 = [1, 2, 3];
arr1 === arr2; // false
arr1 === arr3; // false

再提及一个要点,js 中所有引用数据类型的顶级原型,都是 Object,也就都是对象。

JavaScript 中变量的拷贝

js 中的拷贝区分为「浅拷贝」与「深拷贝」。

浅拷贝

浅拷贝只会将对象的各个属性进行依次复制,并不会进行递归复制,也就是说只会赋值目标对象的第一层属性。

对于目标对象第一层为基本数据类型的数据,就是直接赋值,即「传值」;
而对于目标对象第一层为引用数据类型的数据,就是直接赋存于栈内存中的堆内存地址,即「传值」。

深拷贝

深拷贝不同于浅拷贝,它不只拷贝目标对象的第一层属性,而是递归拷贝目标对象的所有属性。

一般来说,在JavaScript中考虑复合类型的深层复制的时候,往往就是指对于 DateObjectArray 这三个复合类型的处理。我们能想到的最常用的方法就是先创建一个空的新对象,然后递归遍历旧对象,直到发现基础类型的子节点才赋予到新对象对应的位置。

不过这种方法会存在一个问题,就是 JavaScript 中存在着神奇的原型机制,并且这个原型会在遍历的时候出现,然后需要考虑原型应不应该被赋予给新对象。那么在遍历的过程中,我们可以考虑使用 hasOenProperty 方法来判断是否过滤掉那些继承自原型链上的属性。

动手实现一份浅拷贝加扩展的函数

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
function _isPlainObject(target) {
return (typeof target === 'object' && !!target && !Array.isArray(target));
}
function shallowExtend() {
var args = Array.prototype.slice.call(arguments);
// 第一个参数作为target
var target = args[0];
var src;

target = _isPlainObject(target) ? target : {};
for (var i=1;i<args.length;i++) {
src = args[i];
if (!_isPlainObject(src)) {
continue;
}
for(var key in src) {
if (src.hasOwnProperty(key)) {
if (src[key] != undefined) {
target[key] = src[key];
}
}
}
}

return target;
}

测试用例:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
// 初始化引用数据类型变量
var target = {
key: 'value',
num: 1,
bool: false,
arr: [1, 2, 3],
obj: {
objKey: 'objValue'
},
};
// 拷贝+扩展
var result = shallowExtend({}, target, {
key: 'valueChanged',
num: 2,
bool: true,
});
// 对原引用类型数据做修改
target.arr.push(4);
target.obj['objKey2'] = 'objValue2';
// 比较基本数据类型的属性值
result === target; // false
result.key === target.key; // false
result.num === target.num; // false
result.bool === target.bool;// false
// 比较引用数据类型的属性值
result.arr === target.arr; // true
result.obj === target.obj; // true

jQuery.extend 实现深浅拷贝加扩展功能

贴下 jQuery@3.3.1 中 jQuery.extend 的实现:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77

jQuery.extend = jQuery.fn.extend = function() {
var options,
name,
src,
copy,
copyIsArray,
clone,
target = arguments[0] || {},
i = 1,
length = arguments.length,
deep = false;

// 如果第一个参数是布尔值,则为判断是否深拷贝的标志变量
if (typeof target === "boolean") {
deep = target;
// 跳过 deep 标志变量,留意上面 i 的初始值为1
target = arguments[i] || {};
// i 自增1
i++;
}

// 判断 target 是否为 object / array / function 以外的类型变量
if (typeof target !== "object" && !isFunction(target)) {
// 如果是其它类型变量,则强制重新赋值为新的空对象
target = {};
}

// 如果只传入1个参数;或者是传入2个参数,第一个参数为 deep 变量,第二个为 target
// 所以 length 的值可能为 1 或 2,但无论是 1 或 2,下段 for 循环只会运行一次
if (i === length) {
// 将 jQuery 本身赋值给 target
target = this;
// i 自减1,可能的值为 0 或 1
i--;
}

for (; i < length; i++) {
// 以下拷贝操作,只针对非 null 或 undefined 的 arguments[i] 进行
if ((options = arguments[i]) != null) {
// Extend the base object
for (name in options) {
src = target[name];
copy = options[name];
// 避免死循环的情况
if (target === copy) {
continue;
}
// Recurse if we're merging plain objects or arrays
// 如果是深拷贝,且copy值有效,且copy值为纯object或纯array
if (deep && copy && (jQuery.isPlainObject(copy) || (copyIsArray = Array.isArray(copy)))) {
if (copyIsArray) {
// 数组情况
copyIsArray = false;
clone = src && Array.isArray(src)
? src
: [];
} else {
// 对象情况
clone = src && jQuery.isPlainObject(src)
? src
: {};
}
// 克隆copy对象到原对象并赋值回原属性,而不是重新赋值
// 递归调用
target[name] = jQuery.extend(deep, clone, copy);

// Don't bring in undefined values
} else if (copy !== undefined) {
target[name] = copy;
}
}
}
}
// Return the modified object
return target;
};

该方法的作用是用一个或多个其他对象来扩展一个对象,返回被扩展的对象。

如果不指定target,则给jQuery命名空间本身进行扩展。这有助于插件作者为jQuery增加新方法。

如果第一个参数设置为true,则jQuery返回一个深层次的副本,递归地复制找到的任何对象;否则的话,副本会与原对象共享结构。 未定义的属性将不会被复制,然而从对象的原型继承的属性将会被复制

ES6 实现深浅拷贝

Object.assign

Object.assign 方法可以把 任意多个的源对象所拥有的自身可枚举属性 拷贝给目标对象,然后返回目标对象。

注意:

  1. 对于访问器属性,该方法会执行那个访问器属性的 getter 函数,然后把得到的值拷贝给目标对象,如果你想拷贝访问器属性本身,请使用 Object.getOwnPropertyDescriptor()Object.defineProperties() 方法;
  2. 字符串类型和 symbol 类型的属性都会被拷贝;
  3. 在属性拷贝过程中可能会产生异常,比如目标对象的某个只读属性和源对象的某个属性同名,这时该方法会抛出一个 TypeError 异常,拷贝过程中断,已经拷贝成功的属性不会受到影响,还未拷贝的属性将不会再被拷贝;
  4. 该方法会跳过那些值为 nullundefined 的源对象;

利用 JSON 进行忽略原型链的深拷贝

1
var dest = JSON.parse(JSON.stringify(target));

同样的它也有缺点:
该方法会忽略掉值为 undefined 的属性以及函数表达式,但不会忽略值为 null 的属性。

再谈原型链属性

在项目实践中,发现有起码有以下两种方式可以来规避原型链属性上的拷贝。

方式1

最常用的方式:

1
2
3
4
5
for (let key in targetObj) {
if (targetObj.hasOwnProperty(key)) {
// 相关操作
}
}

缺点:遍历了原型链上的所有属性,效率不高;

方式2

以下都是 ES6 的方式:

1
2
3
4
const keys = Object.keys(targetObj);
keys.map((key)=>{
// 相关操作
});

注意:只会返回参数对象自身的(不含继承的)所有可遍历(enumerable)属性的键名所组成的数组。

方式3

另辟蹊径:

1
2
3
4
5
const obj = Object.create(null);
target.__proto__ = Object.create(null);
for (let key in target) {
// 相关操作
}



微信公众号