使用递归实现深拷贝
文章目录
- 为什么要使用递归什么深拷贝
- 具体实现
- 基础实现
- 处理 函数
- 处理 Symbol
- 处理 Set
- 处理 Map
- 处理 循环引用
- 结语-源码
为什么要使用递归什么深拷贝
我们知道在 JavaScript 中可以通过使用JSON序列化来完成深拷贝,但是这种方法存在一些缺陷,比如对于函数、Symbol、Map 等等数据是无法处理的,甚至如果是循环引用的话还会造成报错,具体关键JSON的介绍我就不在这里赘述了,有兴趣的可以看看我的另一篇文章JSON详解
具体实现
基础实现
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我们先实现一下最简单的,只对普通数据进行处理,数据如下:
const obj = {name: '张三',age: 18,friends: [{ name: '李四', age: 20 },{ name: '王五', age: 22 }],other:{address:'长沙'} }
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我们肯定要有一个这样的方法或者函数来帮助我们完成这个深拷贝,如果要两个对象要不关联的话,那就只能是创建一个全新的对象,全新的对象怎么来,对吧,所以我们就可以写出如下代码:
function deepClone(value) {// 创建对象-用来承载数据const newObj = {} }
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现在的问题就回到了。我们如何把 obj 的数据赋值给 newObj,肯定不能是直接 newObj = obj,我们要做的就是拿到 obj 对象中的 k、v,通过这个 k、v 重新给 newObj 这个对象创建数据,但是我又不知道这个传入进来的对象具备什么属性和值,所以怎么得到这个 k、v 呢?而这种取出一个数据中的每一项,是不是感觉和数组的遍历很像呢,所以如果可以遍历这个对象的话,是不是就可以拿到呢
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不知道大家有没有记得以前 js 基础接触过的 for…in 方法,这个方法就可以遍历对象,可以遍历对象是不是就表示可以把 obj 所有有的属性和值也给 newObj 对象赋值一下呢?所以我们下一步就应该是使用 for…in 来完成,如下:
function deepClone(value) {const newObj = {}// 遍历 value 赋值给 newObjfor (let key in value) {newObj[key] = value[key]}return newObj }
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现在是不是实现了我们的效果呢,不知道,打印结果看一下吧,添加测试代码,如下:
const newObj = deepClone(obj)console.log('newObj: ', newObj)
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结果如图:
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值确实是一样的,但是是不是可以实现那种修改 newObj 而不影响 obj 呢?测试一下吧,测试代码如下:
console.log(newObj === obj)console.log(newObj.friends === obj.friends)console.log(newObj.other === obj.other)newObj.other.address = '上海'console.log(newObj.other.address)console.log(obj.other.address)
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输出结果如图:
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这就非常的有意思了,newObj 确实不等于 obj 了,表示最外层的引用确实断开了,但是 friends 和 other 属性确还是相等的,且改变了 newObj.other.address 的值,obj 这个地方的值也改变了
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其实细心一点就不难发现,firends 和 other 属性也都是一个对象啊,所以我们是不是也要对他们进行处理呢?那怎么处理呢,针对这种情况和我们处理这个外层的其实是不是一致的啊,而重复这个过程,哪想到了什么,对,本文的主题,
递归
,所以如果检测到一个值是 对象 的话,就再次递归这个函数执行,修改代码如下:function deepClone(value) {const newObj = {}for (let key in value) {// 判断属性值是否为对象,如果是对象则递归调用deepClone函数newObj[key] = typeof value[key] === 'object' ? deepClone(value[key]) : value[key]}return newObj }
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查看克隆的结果,如图:
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从结果上看 friends 这个属性值从数组变成了对象,这是因为数组也是一个对象,而我们处理数组的方式也是重新创建一个 newObj 来存储数组的数据,所以返回的值自然就变成了对象,这时候应该怎么解决呢?
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问题尽然是最开始的 newObj 被赋值为了一个 {},那么我们只要判断当前克隆的值是一个数组的时候,就赋值为 [],否则赋值为 {},是不是就可以解决了,如下:
function deepClone(value) {// 如果是数组,则创建一个新的数组,否则创建一个新的对象const newObj = Array.isArray(value) ? [] : {}for (let key in value) {newObj[key] = typeof value[key] === 'object' ? deepClone(value[key]) : value[key]}return newObj }
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结果如图:
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现在我们不改动测试语句,查看测试结果,如图:
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是不是感觉比较简单呢,剩下的我们需要做一下优化,判断是否是一个对象可以抽离成一个方法,且可以用于开始的边界判断,如下:
function isObject(value) {return typeof value === 'object' && value !== null }
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然后使用这个方法优化 deepClone 方法,如下:
function deepClone(value) {if (!isObject(value)) {return value}const newObj = Array.isArray(value) ? [] : {}for (let key in value) {newObj[key] = isObject(value) ? deepClone(value[key]) : value[key]}return newObj }
处理 函数
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为了更加直观的看到处理函数类型,我们先暂时对克隆的对象做一些修改,如下:
const obj = {name: '张三',age: 18,sayHi: function () {console.log('你好啊!')} }
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首先对于这个函数的处理,我们需要先认清楚一些概念,如果一个函数内部的逻辑非常复杂,我们要通过创建一个新的 Funciton 来实现一个完全的新的函数,也是可以的,但是会非常的复杂,而且没有什么必要,一个函数本身就具备复用性,内部的作用域本身就互不干扰,所以我们只要获取到这个函数,并重新赋值给新拷贝的对象里面的对应的位置即可,这也是一种目前比较常见的做法
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因此我们只要发现当前克隆的值是一个函数的话,直接返回即可,如下:
function deepClone(value) {// 判断是否是一个函数if (typeof value === 'function') {return value}if (!isObject(value)) {return value}const newObj = Array.isArray(value) ? [] : {}for (let key in value) {newObj[key] = isObject(value) ? deepClone(value[key]) : value[key]}return newObj }
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现在输出打印克隆的打印结果,如图:
处理 Symbol
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我们还是一样先修改一下数据,如下:
const s1 = Symbol('aaa') const s2 = Symbol('bbb')const obj = {name: '张三',age: 18,[s1]: 'aaa',s2: s2 }
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我们使用目前的方法,来看一下克隆的结果,如图:
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使用 s1 作为键的属性,没有被拷贝进来,但是使用字符串 s2 的属性和携带的 Symbol 类型的值被拷贝了进来,而且这两个对象里面的 s2 这个 Symbol值是不是同一个呢?测试代码如下:
console.log(newObj.s2 === obj.s2) // true
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就不粘贴结果了,测试中得出的还是同一个 Symbol,所以如果不希望使用同一个 Symbol 的话,我们可以在最开始的时候进行一个判定,如果当前克隆的值是一个 Symbol 的话,就重新创建 Symbol,并使用原来的 Symbol 的 description,如下:
function deepClone(value) {// 判断是否是一个 Symbolif (typeof value === 'symbol') {return Symbol(value.description)}if (typeof value === 'function') {return value}if (!isObject(value)) {return value}const newObj = Array.isArray(value) ? [] : {}for (let key in value) {newObj[key] = isObject(value) ? deepClone(value[key]) : value[key]}return newObj }
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查看输出结果,如下:
console.log(newObj.s2 === obj.s2) // false
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那为什么 Symbol 作为 key 的时候无法被拷贝呢?这是因为一个 Symbol 是无法被遍历的,如图:
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那如果获取这个 Symbol 呢?如图:
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具体是不是可以呢,我们写一些代码测试一下,如图:
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所以我们现在需要针对 Symbol 为key时进行一些特殊的处理,如下:
function deepClone(value) {if (typeof value === 'symbol') {return Symbol(value.description)}if (typeof value === 'function') {return value}if (!isObject(value)) {return value}const newObj = Array.isArray(value) ? [] : {}for (let key in value) {newObj[key] = isObject(value) ? deepClone(value[key]) : value[key]}// 获取对象上所有的为 Symbol 类型的keyconst symKeys = Object.getOwnPropertySymbols(value)for (const sk of symKeys) {// 赋值调用当前函数即可// - 至于这个 key 是不是要重新 Symbol 就看自己的需求了newObj[sk] = deepClone(newObj[sk])}return newObj }
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查看结果,如图:
处理 Set
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修改数据如下:
const obj = {name: '张三',age: 18,set: new Set([1, 2, 3]) }
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拷贝的结果如图:
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set 变了一个空对象,这肯定不是我们需要的结果,那就还需要对是一个 set 类型的时候进行处理,这个也很简单
function deepClone(value) {if (value instanceof Set) {return new Set([...value])}if (typeof value === 'symbol') {return Symbol(value.description)}if (typeof value === 'function') {return value}if (!isObject(value)) {return value}const newObj = Array.isArray(value) ? [] : {}for (let key in value) {newObj[key] = isObject(value) ? deepClone(value[key]) : value[key]}const symKeys = Object.getOwnPropertySymbols(value)for (const sk of symKeys) {newObj[sk] = deepClone(newObj[sk])}return newObj }
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结果如图:
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但是这种赋值的方法是存在一些隐患的,比如我们存入的是 set 是对象呢?首先改变数据,我们看一下代码,如下:
const obj = {name: '张三',age: 18,set: new Set([1, 2, 3]),sets: new Set() }const o1 = { a: 1, b: 2 } const o2 = { c: 3, d: 4 } obj.sets.add(o1) obj.sets.add(o2)
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我们按照现在的方法看一下克隆的结果,测试代码如下:
const newObj = deepClone(obj)console.log(newObj)const arr1 = []for (const [key, value] of newObj.sets.entries()) {arr1.push(value) }console.log(arr1[0] === o1)arr1[0].a = 100 console.log(o1)
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结果如图:
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可以看到 o1 这个对象是受到了影响的,所以我们需要单独对这个赋值的过程进行一些处理,如下:
function deepClone(value) {if (value instanceof Set) {// 创建一个数组来存储值const list = []// 通过 forEach 方法将 Set 中的值复制到数组中value.forEach(item => {// 而这个值通过递归在处理一次list.push(deepClone(item))})// 创建一个新的 Set 对象,并将数组中的值作为参数传入return new Set(list)}if (typeof value === 'symbol') {return Symbol(value.description)}if (typeof value === 'function') {return value}if (!isObject(value)) {return value}const newObj = Array.isArray(value) ? [] : {}for (let key in value) {newObj[key] = isObject(value) ? deepClone(value[key]) : value[key]}const symKeys = Object.getOwnPropertySymbols(value)for (const sk of symKeys) {newObj[sk] = deepClone(newObj[sk])}return newObj }
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现在我们再看一下处理的结果,如图:
处理 Map
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修改的数据如下:
const obj = {name: '张三',age: 18,map: new Map() }const o1 = { a: 1, b: 2 } const o2 = { c: 3, d: 4 } const o3 = { name: 'ls', age: 22 }obj.map.set('o1', o1) obj.map.set(o2, o3)
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如果不处理 map,看看打印的结果,如图:
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这个结果一样也不是我们所期望的,但是 set 和 map 处理的方式其实都是差不多的,所以我就直接展示代码了,如下:
function deepClone(value) {if (value instanceof Set) {const list = []value.forEach(item => {list.push(deepClone(item))})return new Set(list)}// 处理 mapif (value instanceof Map) {const myMap = new Map()for (const [key, _val] of value) {// 这里的 key 是不是需要进行再次的递归处理就取决于自己的需求了// - 一般是不需要再次做额外的处理的const newValue = deepClone(_val)myMap.set(key, newValue)}return myMap}if (value instanceof Map) {const list = []value.forEach(item => {list.push(deepClone(item))})return new Map(list)}if (typeof value === 'symbol') {return Symbol(value.description)}if (typeof value === 'function') {return value}if (!isObject(value)) {return value}const newObj = Array.isArray(value) ? [] : {}for (let key in value) {newObj[key] = isObject(value) ? deepClone(value[key]) : value[key]}const symKeys = Object.getOwnPropertySymbols(value)for (const sk of symKeys) {newObj[sk] = deepClone(newObj[sk])}return newObj }
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结果如图:
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测试结果,如下:
console.log(newObj.map.get('o1') === obj.map.get('o1')) // false
处理 循环引用
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修改数据如下:
const obj = {name: '张三',age: 18 }// my 属性引用自身 obj.my = obj
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查看输出的结果,如下:
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直接就报了栈溢出的错误,这就是每次递归拷贝的都是 obj 本身,而每个 obj 都具备 my 属性指向自身,递归没有终止条件,自然就会报错
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这个 my 是通过 obj.my = obj 实现的,那么是不是表示我们在创建了一个 newObj 的时候,也只是需要把 newObj 这个对象自身赋值给 newObj.my = newObj 就可以了,而不需要一直的拷贝
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为了实现这个,我们就需要来分析一下了,怎么完成 newObj.my = newObj 这一步操作,要完成这个操作首先我们就要能够获取到 newObj 这个对象,这是第一点;第二个条件就是我们还需要能够保存最开始克隆的原始对象 obj,而能够实现这一点的要求的,我们就可以联想到 map 或者 weakmap,这里保证 obj 存储的时候就是弱引用,而不会外界需要销毁的时候导致无法销毁,使用 weakpack 会更加的合适
-
所以我们应该有这么一个操作,手动创建一个 weakmap,然后再 deepClone 第一次创建了 newObj 的时候,就进行存储,wm.set(obj, newObj),而当存在一个这样的数据的时候,我们在就可以在 deepClone 方法上加上一个条件,if(当vm中存在obj这个k的时) { return 就返回存储的 newObj 这个值 }
-
梳理了过程,就可以回到具体的代码实现,如下:
// 全局创建 WeakMap const wm = new WeakMap()function deepClone(value) {if (value instanceof Set) {const list = []value.forEach(item => {list.push(deepClone(item))})return new Set(list)}if (value instanceof Map) {const myMap = new Map()for (const [key, _val] of value) {const newValue = deepClone(_val)myMap.set(key, newValue)}return myMap}if (value instanceof Map) {const list = []value.forEach(item => {list.push(deepClone(item))})return new Map(list)}if (typeof value === 'symbol') {return Symbol(value.description)}if (typeof value === 'function') {return value}if (!isObject(value)) {return value}// 当拷贝到 obj.my 这个属性的时候,由于 obj.my 的值就是 obj 本身// - 所以此时传入的值就是 obj,而其他属性如果没有引用自身的话,就不会存在// - 就可以通过判断 weakmap 中是否存在这个数据,如果存在就直接返回 weakmap 中一开始存储的值if (wm.has(value)) {return wm.get(value)}const newObj = Array.isArray(value) ? [] : {}// 创建 newObj 的时候,以需要克隆的初始值作为 key,newObj 作为 valuewm.set(value, newObj)for (let key in value) {newObj[key] = isObject(value) ? deepClone(value[key]) : value[key]}const symKeys = Object.getOwnPropertySymbols(value)for (const sk of symKeys) {newObj[sk] = deepClone(newObj[sk])}return newObj }
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结果如图:
-
基于此我们就可以实现 newObj.my.my.my… 的操作,如图:
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而进行到这一步,还有一个需要的地方,由于我们这个 weakmap 是全局的,就会导致如果在实际的使用中多次调用 deepClone 这个方法的时候,weakmap 这个里面的数据就会越来越多,而实际当完成拷贝的时候,这个数据就不用存在了
-
因此我们可以改写一下,如下:
// 通过参数实现创建 weakmap,只要没有传递,就会自动创建,而如果没有传递了则不会创建,就会使用传递的 weakmap function deepClone(value, wm = new WeakMap()) {if (value instanceof Set) {const list = []value.forEach(item => {// 传递 weakmaplist.push(deepClone(item, wm))})return new Set(list)}if (value instanceof Map) {const myMap = new Map()for (const [key, _val] of value) {// 传递 weakmapconst newValue = deepClone(_val, wm)myMap.set(key, newValue)}return myMap}if (value instanceof Map) {const list = []value.forEach(item => {// 传递 weakmaplist.push(deepClone(item, wm))})return new Map(list)}if (typeof value === 'symbol') {return Symbol(value.description)}if (typeof value === 'function') {return value}if (!isObject(value)) {return value}if (wm.has(value)) {return wm.get(value)}const newObj = Array.isArray(value) ? [] : {}wm.set(value, newObj)for (let key in value) {// 同时在内部调用的时候,为了防止后续调用在创建 weakmap,我们在这里调用的时候就要把第一次执行 deepClone 创建的 weakmap 传递进去newObj[key] = isObject(value) ? deepClone(value[key], wm) : value[key]}const symKeys = Object.getOwnPropertySymbols(value)for (const sk of symKeys) {// 传递 weakmapnewObj[sk] = deepClone(newObj[sk], wm)}return newObj }
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结果如图:
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在效果上也是没有问题的
结语-源码
我在测试中都是单独每一项数据进行测试的,是为了更好的观测,实际一个对象都包含这些数据的话也都是 ok的,需要的话可以自己测试,而且写下来就会发现,其实逻辑都是差不多的,可以根据你实际的情况进行增加或者减免,在日常的开发中使用 JSON 序列化一般也可满足我们的需求,不过知道不用和不知道还是存在本质的区别的,可能现在有些你学习的技术没有实际的意义,但是只有积累的足够多的时候你才能完成一些本质上的突破
很多事情不是因为看到了希望才去坚持,而是因为坚持了才能看到希望
function deepClone(value, wm = new WeakMap()) {if (value instanceof Set) {const list = []value.forEach(item => {list.push(deepClone(item, wm))})return new Set(list)}if (value instanceof Map) {const myMap = new Map()for (const [key, _val] of value) {const newValue = deepClone(_val, wm)myMap.set(key, newValue)}return myMap}if (value instanceof Map) {const list = []value.forEach(item => {list.push(deepClone(item, wm))})return new Map(list)}if (typeof value === 'symbol') {return Symbol(value.description)}if (typeof value === 'function') {return value}if (!isObject(value)) {return value}if (wm.has(value)) {return wm.get(value)}const newObj = Array.isArray(value) ? [] : {}wm.set(value, newObj)for (let key in value) {newObj[key] = isObject(value) ? deepClone(value[key], wm) : value[key]}const symKeys = Object.getOwnPropertySymbols(value)for (const sk of symKeys) {newObj[sk] = deepClone(newObj[sk], wm)}return newObj
}
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