如何实现一个深浅拷贝？

浅拷贝的原理和实现
深拷贝的原理和实现

浅拷贝的原理和实现

定义：

创建一个新的对象，来接受要重新复制或引用的对象值。如果对象属性是基本的数据类型，复制的就是基本类型的值给新对象；但如果属性是引用数据类型，复制的就是内存中的地址，如果其中一个对象改变了这个内存中的地址，肯定会影响到另一个对象。

JavaScript 提供的浅拷贝方法:

方法一：object.assign

object.assign 是 E6 中 object 的一个方法，该方法可以用于 JS 对象的合并等多个用途，其中一个用途就是可以进行浅拷贝。该方法的第一个参数是拷贝的目标对象，后面的参数是拷贝的来源对象。

object.assign 的语法为：Object.assign(target, ...sources)

object.assign 的示例代码如下：

let target = {};
let source = { a: { b: 1 } };
Object.assign(target, source);
console.log(target); // { a: { b: 1 } };

注意：

它不会拷贝对象的继承属性；
它不会拷贝对象的不可枚举的属性；
可以拷贝 Symbol 类型的属性；

可以简单理解为：Object.assign 循环遍历原对象的属性，通过复制的方式将其赋值给目标对象的相应属性，来看一下这段代码，以验证它可以拷贝 Symbol 类型的对象。

let obj1 = { a:{ b:1 }, sym:Symbol(1)}; 
Object.defineProperty(obj1, 'innumerable' ,{
    value:'不可枚举属性',
    enumerable:false

});

let obj2 = {};
Object.assign(obj2,obj1)
obj1.a.b = 2;
console.log('obj1',obj1);
console.log('obj2',obj2);

打印结果：

方法二：扩展运算符方式

利用 JS 的扩展运算符，在构造对象的同时完成浅拷贝的功能。

扩展运算符的语法为：let cloneObj = { ...obj };

/* 对象的拷贝 */
let obj = {a:1,b:{c:1}}
let obj2 = {...obj}
obj.a = 2

console.log(obj)  //{a:2,b:{c:2}} 
console.log(obj2); //{a:1,b:{c:2}}
obj.b.c = 2
console.log(obj)  //{a:2,b:{c:2}} 
console.log(obj2); //{a:1,b:{c:2}}

/* 数组的拷贝 */
let arr = [1, 2, 3];
let newArr = [...arr]; //跟arr.slice()是一样的效果

扩展运算符和 object.assign 有同样的缺陷，也就是实现的浅拷贝的功能差不多，但是如果属性都是基本类型的值，使用扩展运算符进行浅拷贝会更加方便。

方法三：concat 拷贝数组

数组的 concat 方法其实也是浅拷贝。

let arr = [1, 2, 3];
let newArr = arr.concat();
newArr[1] = 100;

console.log(arr);  // [ 1, 2, 3 ]
console.log(newArr); // [ 1, 100, 3 ]

方法四：slice 拷贝数组

slice 的语法为：arr.slice(begin, end);

let arr = [1, 2, {val: 4}];
let newArr = arr.slice();
newArr[2].val = 1000;
console.log(arr);  //[ 1, 2, { val: 1000 } ]

从上面的代码中可以看出，这就是浅拷贝的限制所在了——它只能拷贝一层对象。如果存在对象的嵌套，那么浅拷贝将无能为力。因此深拷贝就是为了解决这个问题而生的，它能解决多层对象嵌套问题，彻底实现拷贝。

手工实现一个浅拷贝

大致的思路:

对基础类型做一个最基本的拷贝；
对引用类型开辟一个新的存储，并且拷贝一层对象属性。

const shallowClone = (target) => {
  if (typeof target === 'object' && target !== null) {
    const cloneTarget = Array.isArray(target) ? []: {};
    for (let prop in target) {
      if (target.hasOwnProperty(prop)) {
          cloneTarget[prop] = target[prop];
      }
    }
    return cloneTarget;
  } else {
    return target;
  }
}

从上面这段代码可以看出，利用类型判断，针对引用类型的对象进行 for 循环遍历对象属性赋值给目标对象的属性，基本就可以手工实现一个浅拷贝的代码了。

深拷贝的原理和实现

浅拷贝只是创建了一个新的对象，复制了原有对象的基本类型的值，而引用数据类型只拷贝了一层属性，再深层的还是无法进行拷贝。深拷贝则不同，对于复杂引用数据类型，其在堆内存中完全开辟了一块内存地址，并将原有的对象完全复制过来存放。

这两个对象是相互独立、不受影响的，彻底实现了内存上的分离。总的来说，深拷贝的原理可以总结如下：

将一个对象从内存中完整地拷贝出来一份给目标对象，并从堆内存中开辟一个全新的空间存放新对象，且新对象的修改并不会改变原对象，二者实现真正的分离。

方法一：乞丐版（JSON.stringify）

JSON.stringify() 是目前开发过程中最简单的深拷贝方法，其实就是把一个对象序列化成为 JSON 的字符串，并将对象里面的内容转换成字符串，最后再用 JSON.parse() 的方法将JSON 字符串生成一个新的对象。

示例代码：

let obj1 = { a:1, b:[1,2,3] }
let str = JSON.stringify(obj1)；
let obj2 = JSON.parse(str)；
console.log(obj2);   //{a:1,b:[1,2,3]} 
obj1.a = 2；
obj1.b.push(4);
console.log(obj1);   //{a:2,b:[1,2,3,4]}
console.log(obj2);   //{a:1,b:[1,2,3]}

从上面的代码可以看到，通过 JSON.stringify 可以初步实现一个对象的深拷贝，通过改变 obj1 的 b 属性，其实可以看出 obj2 这个对象也不受影响。

但是使用 JSON.stringify 实现深拷贝还是有以下一些地方值得注意：

拷贝的对象的值中如果有函数、undefined、symbol 这几种类型，经过 JSON.stringify 序列化之后的字符串中这个键值对会消失；
拷贝 Date 引用类型会变成字符串；
无法拷贝不可枚举的属性；
无法拷贝对象的原型链；
拷贝 RegExp 引用类型会变成空对象；
对象中含有 NaN、Infinity 以及 -Infinity，JSON 序列化的结果会变成 null；
无法拷贝对象的循环引用，即对象成环 (obj[key] = obj)。

以上问题，示例代码：

function Obj() { 
  this.func = function () { alert(1) }; 
  this.obj = {a:1};
  this.arr = [1,2,3];
  this.und = undefined; 
  this.reg = /123/; 
  this.date = new Date(0); 
  this.NaN = NaN;
  this.infinity = Infinity;
  this.sym = Symbol(1);
}

let obj1 = new Obj();
Object.defineProperty(obj1,'innumerable',{ 
  enumerable:false,
  value:'innumerable'
});

console.log('obj1',obj1);
let str = JSON.stringify(obj1);
let obj2 = JSON.parse(str);
console.log('obj2',obj2);

执行结果：

方法二：基础版（手写递归实现）

通过 for in 遍历传入参数的属性值，如果值是引用类型则再次递归调用该函数，如果是基础数据类型就直接复制，代码如下所示:

function deepClone(obj) {
  let cloneObj = {}
  for(let key in obj) { // 遍历
    if(typeof obj[key] ==='object') {
      cloneObj[key] = deepClone(obj[key])  // 是对象就再次调用该函数递归
    } else {
      cloneObj[key] = obj[key]  // 基本类型的话直接复制值
    }
  }
  return cloneObj
}

测试：

let obj1 = {
  a:{
    b:1
  }
}

let obj2 = deepClone(obj1);
obj1.a.b = 2;
console.log(obj2);   //  {a:{b:1}}

该方法存在的问题：

该深拷贝函数并不能复制不可枚举的属性以及 Symbol 类型；
该方法只是针对普通的引用类型的值做递归复制，而对于 Array、Date、RegExp、Error、Function 这样的引用类型并不能正确地拷贝；
对象的属性里面成环，即循环引用没有解决。

方法三：改进版（改进后递归实现）

针对上面几个待解决问题，通过四点相关的理论进行分析。

针对能够遍历对象的不可枚举属性以及 Symbol 类型，我们可以使用 Reflect.ownKeys 方法；
当参数为 Date、RegExp 类型，则直接生成一个新的实例返回；
利用 Object 的 getOwnPropertyDescriptors 方法可以获得对象的所有属性，以及对应的特性，顺便结合 Object 的 create 方法创建一个新对象，并继承传入原对象的原型链；
利用 WeakMap 类型作为 Hash 表，因为 WeakMap 是弱引用类型，可以有效防止内存泄漏（Map 和 weakMap 的关键区别），作为检测循环引用很有帮助，如果存在循环，则引用直接返回 WeakMap 存储的值。

const isComplexDataType = obj => (typeof obj === 'object' || typeof obj === 'function') && (obj !== null)

const deepClone = (obj, hash = new WeakMap()) => {
  // 日期对象直接返回一个新的日期对象
  if (obj.constructor === Date) {
    return new Date(obj)
  }
  // 正则对象直接返回一个新的正则对象
  if (obj.constructor === RegExp) {
    return new RegExp(obj)
  }
  // 如果循环引用就用 WeakMap 来解决
  if (hash.has(obj)) {
    return hash.get(obj)
  }
  // 获得对象的所有键的特性
  let allDesc = Object.getOwnPropertyDescriptor(obj)
  // 继承原型链
  let cloneObj = Object.create(Object.getPrototypeOf(obj), allDesc)
  hash.set(obj, cloneObj)
  // 获取目标对象自身的属性键
  for (let key of Reflect.ownKeys(obj)) {
    cloneObj[key] = (isComplexDataType(obj[key]) && typeof obj[key] !== 'function') ? deepClone(obj[key], hash) :
      obj[key]
  }
  return cloneObj
}

验证代码：

let obj = {
  num: 0,
  str: '',
  boolean: true,
  unf: undefined,
  nul: null,
  obj: {
    name: '我是一个对象',
    id: 1
  },
  arr: [0, 1, 2],
  func: function () {
    console.log('我是一个函数')
  },
  date: new Date(0),
  reg: new RegExp('/我是一个正则/ig'),
  [Symbol('1')]: 1,
};
Object.defineProperty(obj, 'innumerable', {
  enumerable: false,
  value: '不可枚举属性'
});
obj = Object.create(obj, Object.getOwnPropertyDescriptors(obj))
obj.loop = obj // 设置loop成循环引用的属性
let cloneObj = deepClone(obj)
cloneObj.arr.push(4)
console.log('obj', obj)
console.log('cloneObj', cloneObj)