基礎鞏固-你最少用幾行程式碼實現深拷貝？

語言: CN / TW / HK

時間 2022-05-31 08:59:29 前端Q

主題: 深拷貝正則表示式

點選上方前端Q ，關注公眾號

回覆加群，加入前端Q技術交流群

前言

深度克隆（深拷貝）一直都是初、中級前端面試中經常被問到的題目，網上介紹的實現方式也都各有千秋，大體可以概括為三種方式：

JSON.stringify+JSON.parse , 這個很好理解；
全量判斷型別，根據型別做不同的處理
2的變型，簡化型別判斷過程

前兩種比較常見也比較基礎，所以我們今天主要討論的是第三種。

閱讀全文你將學習到：

更簡潔的深度克隆方式
Object.getOwnPropertyDescriptors() api
型別判斷的通用方法

問題分析

深拷貝自然是相對淺拷貝而言的。我們都知道 引用資料型別 變數儲存的是資料的引用，就是一個指向記憶體空間的指標，所以如果我們像賦值簡單資料型別那樣的方式賦值的話，其實只能複製一個指標引用，並沒有實現真正的資料克隆。

通過這個例子很容易就能理解：

const obj1 = {
    name: 'superman'
}
const obj2 = obj1;
obj1.name = '前端切圖仔';
console.log(obj2.name); // 前端切圖仔
複製程式碼

所以深度克隆就是為了解決引用資料型別不能被通過賦值的方式複製的問題。

引用資料型別

我們不妨來羅列一下引用資料型別都有哪些：

ES6之前：Object, Array, Date, RegExp, Error,
ES6之後：Map, Set, WeakMap, WeakSet,

所以，我們要深度克隆，就需要對資料進行遍歷並根據型別採取相應的克隆方式。當然因為資料會存在多層巢狀的情況，採用遞迴是不錯的選擇。

簡單粗暴版本

function deepClone(obj) {
    let res = {};
    // 型別判斷的通用方法
    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;
}
複製程式碼

其實這就是我們最前面提到的第二種方式，很傻對不對，明眼人一眼就能看出來有很多冗餘程式碼可以合併。

我們先進行最基本的優化：

合併冗餘程式碼

將一眼就能看出來冗餘的程式碼合併下。

function deepClone(obj) {
    let res = null;
    // 型別判斷的通用方法
    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);
        });
    }
    // 優化此部分冗餘判斷
    // 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;
}
複製程式碼

為了驗證程式碼的正確性，我們用下面這個資料驗證下：

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;
    },
};
//測試程式碼
const test1 = deepClone(target);
target.field4.push(9);
console.log('test1: ', test1);
複製程式碼

執行結果：

還有進一步優化的空間嗎？

答案當然是肯定的。

// 判斷型別的方法移到外部，避免遞迴過程中多次執行
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) {
    // 定義新的物件，最後返回
     //通過 obj 的原型建立物件
    const cloneObj = Object.create(Object.getPrototypeOf(obj), Object.getOwnPropertyDescriptors(obj));

    // 遍歷物件，克隆屬性
    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) {
            // 遞迴克隆
            newObj[key] = deepClone(val);
        } else {
            // 基本資料型別和function
            newObj[key] = val;
        }
    }
    return newObj;
}
複製程式碼

執行結果如下：

Object.getOwnPropertyDescriptors() 方法用來獲取一個物件的所有自身屬性的描述符。
返回所指定物件的所有自身屬性的描述符，如果沒有任何自身屬性，則返回空物件。

具體解釋和內容見 MDN ^[1]

這樣做的好處就是能夠提前定義好最後返回的資料型別。

這個實現參考了網上一位大佬的實現方式，個人覺得理解成本有點高，而且對陣列型別的處理也不是特別優雅, 返回類陣列。

我在我上面程式碼的基礎上進行了改造，改造後的程式碼如下：

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" && obj !== null) {
        res = {};
        for (const key in obj) {
            if (Object.hasOwnProperty.call(obj, key)) {
                res[key] = deepClone(obj[key]);
            }
        }
    } else {
        res = obj;
    }
    return res;
}
複製程式碼

雖然程式碼量上沒有什麼優勢，但是整體的理解成本和你清晰度上我覺得會更好一點。那麼你覺得呢？

最後，還有迴圈引用問題，避免出現無線迴圈的問題。

我們用hash來儲存已經載入過的物件，如果已經存在的物件，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" && obj !== null) {
        res = {};
        for (const key in obj) {
            if (Object.hasOwnProperty.call(obj, key)) {
                res[key] = deepClone(obj[key]);
            }
        }
        hash.set(obj, res);
    } else {
        res = obj;
    }
    return res;
}
複製程式碼