[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：
-
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。 -
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。
-
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。 -
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。 -
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：
typeof null === 'object'，null是基本数据类型，但是会返回object；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