[JS] 深拷贝的实现

浅拷贝和深拷贝的区别

• 浅拷贝：浅拷贝指的是复制一个对象的时候，对于对象的一个属性，
  • 如果是基本数据类型，则复制其值；
  • 如果是引用数据类型，则复制其引用。
• 深拷贝：深拷贝指的是复制一个对象的时候，对于对象的一个属性，
  • 如果是基本数据类型，则复制其值；
  • 如果是引用数据类型，则递归地深拷贝该对象。

从内存的堆区和栈区上观察它们的区别：

• 浅拷贝：引用数据类型的属性值指向同一个对象实例：

  

• 深拷贝：引用数据类型的属性值在深拷贝的时候会在堆区申请新的空间，然后填入新内容(递归调用)：

  

如何实现深拷贝

接口定义：deepClone(sourceObject): newObject

需要注意或者思考的问题：

1. 小心循环引用导致的无限递归导致栈溢出；

   可以使用一个WeakMap记录已创建的对象，后续递归过程中如果引用了该对象，则直接填入其引用，而不是递归调用deepClone，从而避免了无限递归。

   其中WeakMap<source, target>用于记录源对象上的引用到目标对象上的引用的映射记录。因为在deepClone的过程中，我们是在使用DFS遍历source的过程中构建target。

2. 递归调用什么时候返回？

   • 基本数据类型直接返回；
   • 如果WeakMap上已经存在记录，说明存在循环引用，直接返回记录的引用，而不是递归调用。

3. 如何获取对象上的key，常规的key、Symbol类型的key、不可遍历的key如何获取？

   直接使用Reflect.ownKeys可以获取对象上的常规key、Symbol-key和不可遍历的key。

4. 拷贝对象的时候，对象属性的描述符也要复制；

   使用Reflect.getOwnPropertyDescriptor(target, key)方法可以获取target对象上key属性的描述符对象。

5. 对于特殊类型的引用数据类型，应考虑对应的复制方法，如Set和Map数据类型需要考虑添加记录的顺序

如何判断引用数据类型

可以使用typeof判断一个变量是否是object类型，使用typeof需要注意两个特例：

1. typeof null === 'object'，null是基本数据类型，但是会返回object；
2. typeof function(){} === 'function'，function是引用数据类型且是object的子类型，但是会返回function。

function isObject(target){   return (typeof target==='object' && target!==null) || typeof target==='function'; } 

代码

function deepClone(target){   // 提前记录clone的键值对，用于处理循环引用   const map = new WeakMap();    /**    * 辅助函数：判断是否是对象类型      * 需要注意`null` 和 `function`    * @returns     */   function isObject(target){     return (typeof target === 'object' && target !== null)     || typeof target === 'function'   }   function clone(target){     /**      * 基本数据类型      * 操作：直接返回      */     if(!isObject(target))return target;      /**      * Date和RegExp对象类型      * 操作：使用构造函数复制      */     if([Date, RegExp].includes(target.constructor)){       return new target.constructor(target);     }      /**      * 函数类型      */     if(typeof target==='function'){       return new Function('return ' + target.toString())();     }      /**      * 数组类型      */     if(Array.isArray(target)){       return target.map(el => clone(el));     }      /**      * 检查是否存在循环引用      */     if(map.has(target))return map.get(target);      /**      * 处理Map对象类型      */     if(target instanceof Map){       const res = new Map();       map.set(target, res);       target.forEach((val, key) => {         // 如果Map中的val是对象，也得深拷贝         res.set(key, isObject(val) ? clone(val) : val);       })       return res;     }      /**      * 处理Set对象类型      */     if(target instanceof Set){       const res = new Set();       map.set(target, res);       target.forEach(val => {         // 如果val是对象类型，则递归深拷贝         res.add(isObject(val) ? clone(val) : val);       })       return res;     }      //==========================================     // 接下来是常规对象类型     //==========================================          // 收集key(包括Symbol和不可枚举的属性)     const keys = Reflect.ownKeys(target);     // 收集各个key的描述符     const allDesc = {};     keys.forEach(key => {       allDesc[key] = Reflect.getOwnPropertyDescriptor(target, key);     })     // 创建新对象(浅拷贝)     const res = Reflect.construct(Reflect.getPrototypeOf(target).constructor, []);     // 在递归调用clone之前记录新对象，避免循环     map.set(target, res);     // 赋值并检查是否val是否为对象类型     keys.forEach(key => {       // 添加对象描述符       Reflect.defineProperty(res, key, allDesc[key]);       // 赋值       const val = target[key];       res[key] = isObject(val) ? clone(val) : val;     });     return res;   }    return clone(target); } 

使用jest测试

安装jest

pnpm install jest --save-dev 

这里我使用的版本是：

{     ...     "devDependencies": {     	"jest": "^29.7.0"       },     ... } 

指令

package.json

{     ...     "scripts": {         "test": "jest"     },     ... } 

编写测试用例

deepClone.test.js

const deepClone = require('./deepClone');  test('deep clone primitive types', () => {   expect(deepClone(42)).toBe(42);   expect(deepClone('hello')).toBe('hello');   expect(deepClone(null)).toBeNull();   expect(deepClone(undefined)).toBeUndefined();   expect(deepClone(true)).toBe(true); });  test('deep clone array', () => {   const arr = [1, { a: 2 }, [3, 4]];   const clonedArr = deepClone(arr);   expect(clonedArr).toEqual(arr);   expect(clonedArr).not.toBe(arr);   expect(clonedArr[1]).not.toBe(arr[1]);   expect(clonedArr[2]).not.toBe(arr[2]); });  test('deep clone object', () => {   const obj = { a: 1, b: { c: 2 } };   const clonedObj = deepClone(obj);   expect(clonedObj).toEqual(obj);   expect(clonedObj).not.toBe(obj);   expect(clonedObj.b).not.toBe(obj.b); });  test('deep clone Map', () => {   const map = new Map();   map.set('a', 1);   map.set('b', { c: 2 });   const clonedMap = deepClone(map);   expect(clonedMap).toEqual(map);   expect(clonedMap).not.toBe(map);   expect(clonedMap.get('b')).not.toBe(map.get('b')); });  test('deep clone Set', () => {   const obj1 = { a: 1 };   const obj2 = { b: 2 };   const set = new Set([1, 'string', obj1, obj2]);   const clonedSet = deepClone(set);   expect(clonedSet).toEqual(set);   expect(clonedSet).not.toBe(set);   expect(clonedSet.has(1)).toBe(true);   expect(clonedSet.has('string')).toBe(true);   const clonedObj1 = Array.from(clonedSet).find(item => typeof item === 'object' && item.a === 1);   const clonedObj2 = Array.from(clonedSet).find(item => typeof item === 'object' && item.b === 2);    expect(clonedObj1).toEqual(obj1);   expect(clonedObj1).not.toBe(obj1);    expect(clonedObj2).toEqual(obj2);   expect(clonedObj2).not.toBe(obj2); });  test('deep clone with Symbol keys', () => {   const sym = Symbol('key');   const obj = { [sym]: 1, a: 2 };   const clonedObj = deepClone(obj);   expect(clonedObj).toEqual(obj);   expect(clonedObj[sym]).toBe(1);   expect(clonedObj.a).toBe(2); });  test('deep clone with non-enumerable properties', () => {   const obj = {};   Object.defineProperty(obj, 'a', { value: 1, enumerable: false });   const clonedObj = deepClone(obj);   expect(clonedObj).toHaveProperty('a', 1);   expect(Object.keys(clonedObj)).not.toContain('a'); });  test('deep clone with property descriptors', () => {   const obj = {};   Object.defineProperty(obj, 'a', {     value: 1,     writable: false,     configurable: false,     enumerable: true   });   const clonedObj = deepClone(obj);   const desc = Object.getOwnPropertyDescriptor(clonedObj, 'a');   expect(desc.value).toBe(1);   expect(desc.writable).toBe(false);   expect(desc.configurable).toBe(false);   expect(desc.enumerable).toBe(true); });  test('deep clone circular references', () => {   const obj = { a: 1 };   obj.self = obj;   const clonedObj = deepClone(obj);   expect(clonedObj).toEqual(obj);   expect(clonedObj.self).toBe(clonedObj);   expect(clonedObj.self).not.toBe(obj); });  

测试结果

npm run test