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JavaScript复制对象与Object.assign方法无法实现深复制

在JavaScript这门语言中，数据类型分为两大类：基本数据类型和复杂数据类型。基本数据类型包括Number、Boolean、String、Null、String、Symbol（ES6 新增），而复杂数据类型包括Object，而所有其他引用类型（Array、Date、RegExp、Function、基本包装类型（Boolean、String、Number）、Math等）都是Object类型的实例对象，因此都可以继承Object原型对象的一些属性和方法。

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而对于基本数据类型来说，复制一个变量值，本质上就是copy了这个变量。一个变量值的修改，不会影响到另外一个变量。看一个简单的例子。

let val = 123;
let copy = val;
console.log(copy); //123
val = 456;     //修改val的值对copy的值不产生影响
console.log(copy); //123

而对于复杂数据类型来说，同基本数据类型实现的不太相同。对于复杂数据类型的复制，要注意的是，变量名只是指向这个对象的指针。当我们将保存对象的一个变量赋值给另一个变量时，实际上复制的是这个指针，而两个变量都指向都一个对象。因此，一个对象的修改，会影响到另外一个对象。

// obj只是指向对象的指针
let obj = {
  character: 'peaceful'
};
//copy变量复制了这个指针，指向同一个对象
let copy = obj;
console.log(copy);     //{character: 'peaceful'}
obj.character = 'lovely';
console.log(copy);     //{character: 'lovely'}

有一副很形象的图描述了复杂数据类型复制的原理

JavaScript 复制对象与Object.assign方法无法实现深复制

同理，在复制一个数组时，变量名只是指向这个数组对象的指针；在复制一个函数时，函数名只是指向这个函数对象的指针

let arr = [1, 2, 3];
let copy = arr;
console.log(copy); // [1, 2, 3]
arr[0] = 'keith';
console.log(copy); // 数组对象被改变： ['keith', 2, 3]
arr = null;
console.log(copy); // ['keith', 2, 3] 即使arr=null，也不会影响copy。因此此时的arr变量只是一个指向数组对象的指针

function foo () {
  return 'hello world';
};
let bar = foo;
console.log(foo());
foo = null;   //foo只是指向函数对象的指针
console.log(bar());

因此，我们应该如何实现对象的深浅复制?

复制对象

在JavaScript中，复制对象分为两种方式，浅复制和深复制。

浅复制没有办法去真正的去复制一个对象，而只是保存了对该对象的引用；而深复制可以实现真正的复制一个对象。

浅复制

在ES6中，Object对象新增了一个assign方法，可以实现对象的浅复制。这里谈谈Object.assign方法的具体用法，因为稍后会分析jQuery的extend方法，实现的原理同Object.assign方法差不多

Object.assign的第一个参数是目标对象，可以跟一或多个源对象作为参数，将源对象的所有可枚举（[[emuerable]] === true）复制到目标对象。这种复制属于浅复制，复制对象时只是包含对该对象的引用。Object.assign(target, [source1, source2, ...])

  • 如果目标对象与源对象有同名属性，则后面的属性会覆盖前面的属性
  • 如果只有一个参数，则直接返回该参数。即Object.assign(obj) === obj
  • 如果第一个参数不是对象，而是基本数据类型（Null、Undefined除外），则会调用对应的基本包装类型
  • 如果第一个参数是Null和Undefined，则会报错；如果Null和Undefined不是位于第一个参数，则会略过该参数的复制

要实现对象的浅复制，可以使用Object.assign方法

let target = {a: 123};
let source1 = {b: 456};
let source2 = {c: 789};
let obj = Object.assign(target, source1, source2);
console.log(obj);

不过对于深复制来说，Object.assign方法无法实现

let target = {a: 123};
let source1 = {b: 456};
let source2 = {c: 789, d: {e: 'lovely'}};
let obj = Object.assign(target, source1, source2);
source2.d.e = 'peaceful';
console.log(obj);  // {a: 123, b: 456, c: 789, d: {e: 'peaceful'}}

从上面代码中可以看出，source2对象中e属性的改变，仍然会影响到obj对象

深复制

在实际的开发项目中，前后端进行数据传输，主要是通过JSON实现的。JSON全称：JavaScript Object Notation，JavaScript对象表示法。

JSON对象下有两个方法，一是将JS对象转换成字符串对象的JSON.stringify方法；一个是将字符串对象转换成JS对象的JSON.parse方法。

这两个方法结合使用可以实现对象的深复制。也就是说，当我们需要复制一个obj对象时，可以先调用JSON.stringify(obj)，将其转换为字符串对象，然后再调用JSON.parse方法，将其转换为JS对象。就可以轻松的实现对象的深复制

let obj = {
  a: 123,
  b: {
    c: 456,
    d: {
      e: 789
    }
  }
};
let copy = JSON.parse(JSON.stringify(obj));
// 对obj对象无论怎么修改，都不会影响到copy对象
obj.b.c = 'hello';
obj.b.d.e = 'world';
console.log(copy); // {a: 123, b: {c: 456, d: {e: 789}}}

当然，使用这种方式实现深复制有一个缺点就是必须给JSON.parse方法传入的字符串必须是合法的JSON，否则会抛出错误

jQuery.extend || jQuery.fn.extend

jQuery.extend对象，对使用jQuery超过一定时间的朋友来说并不默认。这个$.extend方法可以用来扩展jQuery的全局对象，而$.fn.extend方法可以用来扩展实例对象。fn实际上是prototype对象的别名，所以，扩展实例对象的方法实际上就是在jQuery原型对象上添加一些方法。

$.extend方法不仅可以用来写jQuery插件，同样的，它可以用来实现对象的深浅复制。（使用$.extend与$.fn.extend实现深浅复制都可以，唯一的差别就是this的指向性不同）

在具体分析源代码之前，我在源码中看到的$.extend方法的一些特点

  • 当不接受任何参数时，直接返回一个空对象
  • 当只有一个参数时（这个参数可以任何数据类型（Null、Undefined、Boolean、String、Number、Object）），会返回this对象，这里会分为两种情况。如果用$.extend，会返回jQuery对象；如果用$.fn.extend，会返回jQuery的原型对象。
  • 当接收两个参数时，并且第一个参数是Boolean值时，也会返回一个空对象。如果第一个参数不是Boolean值，那么会将源对象复制到目标对象
  • 当接收三个参数以上时，可以分为两种情况。如果第一个参数是Boolean值表示深浅复制，那么目标对象会移动到第二个参数，源对象会移动到第三个参数。（目标对象、源对象和Object.assign方法中的相同）。如果第一个参数不是Boolean值，那么用法与Object.assign方法常规的复制相同。
  • 在循环源对象的过程中，任何数据类型为Null、Undefined或者源对象是一个空对象时，在复制的过程中都会被忽略。
  • 如果源对象和目标对象具有同名的属性，则源对象的属性会覆盖掉目标对象中的属性。如果同名属性是一个对象的话，则会在deep=true等其他条件下向目标对象的该同名对象添加属性

下面贴出jQuery-2.1.4中jQuery.extend实现方式的源代码

jQuery.extend = jQuery.fn.extend = function() {
  var options, name, src, copy, copyIsArray, clone,
    target = arguments[0] || {},
    // 使用||运算符，排除隐式强制类型转换为false的数据类型
    // 如'', 0, undefined, null, false等
    // 如果target为以上的值，则设置target = {}
    i = 1,
    length = arguments.length,
    deep = false;

  // 当typeof target === 'boolean'时
  // 则将deep设置为target的值
  // 然后将target移动到第二个参数，
  if (typeof target === "boolean") {
    deep = target;
    // 使用||运算符，排除隐式强制类型转换为false的数据类型
    // 如'', 0, undefined, null, false等
    // 如果target为以上的值，则设置target = {}
    target = arguments[i] || {};
    i++;
  }

  // 如果target不是一个对象或数组或函数，
  // 则设置target = {}
  // 这里与Object.assign的处理方法不同，
  // assign方法会将Boolean、String、Number方法转换为对应的基本包装类型
  // 然后再返回，
  // 而extend方法直接将typeof不为object或function的数据类型
  // 全部转换为一个空对象
  if (typeof target !== "object" && !jQuery.isFunction(target)) {
    target = {};
  }

  // 如果arguments.length === 1 或
  // typeof arguments[0] === 'boolean', 且存在arguments[1]，
  // 这时候目标对象会指向this
  // this的指向哪个对象需要看是使用$.fn.extend还是$.extend
  if (i === length) {
    target = this;
    // i-- 表示不进入for循环
    i--;
  }

  // 循环arguments类数组对象，从源对象开始
  for (; i < length; i++) {
    // 针对下面if判断
    // 有一点需要注意的是
    // 这里有一个隐式强制类型转换 undefined == null 为 true
    // 而undefined === null 为 false
    // 所以如果源对象中数据类型为Undefined或Null
    // 那么就会跳过本次循环，接着循环下一个源对象
    if ((options = arguments[i]) != null) {
      // 遍历所有[[emuerable]] === true的源对象
      // 包括Object, Array, String
      // 如果遇到源对象的数据类型为Boolean, Number
      // for in循环会被跳过，不执行for in循环
      for (name in options) {
        // src用于判断target对象是否存在name属性
        src = target[name];

        // 需要复制的属性
        // 当前源对象的name属性
        copy = options[name];

        // 这种情况暂时未遇到..
        // 按照我的理解，
        // 即使copy是同target是一样的对象
        // 两个对象也不可能相等的..
        if (target === copy) {
          continue;
        }

        // if判断主要用途：
        // 如果是深复制且copy是一个对象或数组
        // 则需要递归jQuery.extend(),
        // 直到copy成为一个基本数据类型为止
        if (deep && copy && (jQuery.isPlainObject(copy) || (copyIsArray = jQuery.isArray(copy)))) {
          // 深复制
          if (copyIsArray) {
            // 如果是copy是一个数组
            // 将copyIsArray重置为默认值
            copyIsArray = false;
            // 如果目标对象存在name属性且是一个数组
            // 则使用目标对象的name属性，否则重新创建一个数组，用于复制
            clone = src && jQuery.isArray(src) ? src : [];

          } else {
            // 如果目标对象存在name属性且是一个对象
            // 则使用目标对象的name属性，否则重新创建一个对象，用于复制
            clone = src && jQuery.isPlainObject(src) ? src : {};
          }

          // 因为深复制，所以递归调用jQuery.extend方法
          // 返回值为target对象，即clone对象
          // copy是一个源对象
          target[name] = jQuery.extend(deep, clone, copy);

        } else if (copy !== undefined) {
          // 浅复制
          // 如果copy不是一个对象或数组
          // 那么执行elseif分支
          // 在elseif判断中如果copy是一个对象或数组，
          // 但是都为空的话，排除这种情况
          // 因为获取空对象的属性会返回undefined
          target[name] = copy;
        }
      }
    }
  }

  // 当源对象全部循环完毕之后，返回目标对象
  return target;
};

因此，可以针对分析过后的源码，给出一些例子

let obj1 = $.extend();
console.log(obj1); // 返回一个空对象 {}

let obj2 = $.extend(undefined);
console.log(obj2); //返回jQuery对象，Object.assign传入undefined会报错

let obj3 = $.extend('123');
console.log(obj3); // 返回jQuery对象，Object.assign传入'123'会返回字符串的String对象

let target = {
  a: 123,
  b: 234
};

let source1 = {
  b: 456,
  d: ['keith', 'peaceful', 'lovely']
};

let source2 = {c: 789};
let source3 = {};

let obj4 = $.extend(target, source1, source2);
// let obj4 = $.extend(false, target, source1, source2);
console.log(obj4); // {a: 123, b: 456, d: Array(3), c: 789}
// 默认情况下，复制方式都是浅复制
// 如果只需要浅复制，不传入deep参数也可以
// 浅复制时，obj4对象中的d属性只是指向数组对象的指针

let obj5 = $.extend(target, undefined, source2);
let obj6 = $.extend(target, source3, source2);
console.log(obj5, obj6);
// {a: 123, b: 234, c: 789}, {a: 123, b: 234, c: 789}
// 会略过空对象或Undefined、Null值

let obj7 = $.extend(true, target, source1, source2);
console.log(obj7); // {a: 123, b: 456, d: Array(3), c: 789}
// 这里target对象有b属性，源对象source1也有b属性
// 此时源对象的b属性会覆盖目标对象的b属性
// 这里deep=true，属于深复制
// 当name=d时，会递归调用$.extend, 直到它的属性对应的属性值全部为基本数据类型
// 源对象的改变不会影响到obj7对象

JavaScript 复制对象

因此，可以根据$.extend方法，写出一个通用的实现对象深浅复制的函数，copyObject函数唯一的不同就是当i === arguments.length属性时，copyObject函数直接返回了target对象

function copyObject () {
  let i = 1,
    target = arguments[0] || {},
    deep = false,
    length = arguments.length,
    name, options, src, copy,
    copyIsArray, clone;

  // 如果第一个参数的数据类型是Boolean类型
  // target往后取第二个参数
  if (typeof target === 'boolean') {
    deep = target;
    // 使用||运算符，排除隐式强制类型转换为false的数据类型
    // 如'', 0, undefined, null, false等
    // 如果target为以上的值，则设置target = {}
    target = arguments[1] || {};
    i++;
  }

  // 如果target不是一个对象或数组或函数
  if (typeof target !== 'object' && !(typeof target === 'function')) {
    target = {};
  }

  // 如果arguments.length === 1 或
  // typeof arguments[0] === 'boolean',
  // 且存在arguments[1]，则直接返回target对象
  if (i === length) {
    return target;
  }

  // 循环每个源对象
  for (; i < length; i++) {
    // 如果传入的源对象是null或undefined
    // 则循环下一个源对象
    if (typeof (options = arguments[i]) != null) {
      // 遍历所有[[emuerable]] === true的源对象
      // 包括Object, Array, String
      // 如果遇到源对象的数据类型为Boolean, Number
      // for in循环会被跳过，不执行for in循环
      for (name in options) {
        // src用于判断target对象是否存在name属性
        src = target[name];
        // copy用于复制
        copy = options[name];
        // 判断copy是否是数组
        copyIsArray = Array.isArray(copy);
        if (deep && copy && (typeof copy === 'object' || copyIsArray)) {
          if (copyIsArray) {
            copyIsArray = false;
            // 如果目标对象存在name属性且是一个数组
            // 则使用目标对象的name属性，否则重新创建一个数组，用于复制
            clone = src && Array.isArray(src) ? src : [];
          } else {
            // 如果目标对象存在name属性且是一个对象
            // 则使用目标对象的name属性，否则重新创建一个对象，用于复制
            clone = src && typeof src === 'object' ? src : {};
          }
          // 深复制，所以递归调用copyObject函数
          // 返回值为target对象，即clone对象
          // copy是一个源对象
          target[name] = copyObject(deep, clone, copy);
        } else if (copy !== undefined){
          // 浅复制，直接复制到target对象上
          target[name] = copy;
        }
      }
    }
  }
  // 返回目标对象
  return target;   
}

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持创新互联。


当前题目：JavaScript复制对象与Object.assign方法无法实现深复制
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