JavaScript中深拷贝与浅拷贝

看一道题：

let a = {
age: 1
}
let b = a
a.age = 2
console.log(b.age) // 2

let a = {
age: 1
}
let b = Object.assign({}, a)
a.age = 2
console.log(b.age) // 1

let a = {
age: 1
}
let b = {...a}
a.age = 2
console.log(b.age) // 1

1.堆和栈的区别

其实深拷贝和浅拷贝的主要区别就是其在内存中的存储类型不同。

堆和栈都是内存中划分出来用来存储的区域。

栈（stack）为自动分配的内存空间，它由系统自动释放，里面存放的是基本类型的值和引用类型的地址；而堆（heap）则是动态分配的内存，大小不定也不会自动释放，里面存放引用类型的值。

2.赋值=

赋值（=）是将某一数值或对象赋给某个变量的过程：
1.基本数据类型：赋值，赋值之后两个变量互不影响
2.引用数据类型：赋址，两个变量具有相同的引用，指向同一个对象，相互之间有影响

对基本类型进行赋值操作，两个变量互不影响。

let a = "muyiy";
let b = a;
console.log(b);
// muyiy

a = "change";
console.log(a);
// change
console.log(b);
// muyiy

对引用类型进行赋址操作，两个变量指向同一个对象，改变变量 a 之后会影响变量 b，哪怕改变的只是对象 a 中的基本类型数据。

let a = {
    name: "muyiy",
    book: {
        title: "You Don't Know JS",
        price: "45"
    }
}
let b = a;
console.log(b);
// {
//     name: "muyiy",
//     book: {title: "You Don't Know JS", price: "45"}
// } 

a.name = "change";
a.book.price = "55";
console.log(a);
// {
//     name: "change",
//     book: {title: "You Don't Know JS", price: "55"}
// } 

console.log(b);
// {
//     name: "change",
//     book: {title: "You Don't Know JS", price: "55"}
// } 

通常在开发中并不希望改变变量 a 之后会影响到变量 b，这时就需要用到浅拷贝和深拷贝。

3.深拷贝和浅拷贝

深拷贝和浅拷贝的区别：

1.浅拷贝： 将原对象或原数组的引用直接赋给新对象，新数组，新对象／数组只是原对象的一个引用

2.深拷贝： 创建一个新的对象和数组，将原对象的各项属性的“值”（数组的所有元素）拷贝过来，是“值”而不是“引用”

浅拷贝

创建一个新对象，这个对象有着原始对象属性值的一份精确拷贝。如果属性是基本类型，拷贝的就是基本类型的值，如果属性是引用类型，拷贝的就是内存地址 ，所以如果其中一个对象改变了这个地址，就会影响到另一个对象。（也就是说对象中基本类型是分开的，引用类型就是共用一个地址）

上图中，SourceObject 是原对象，其中包含基本类型属性 field1 和引用类型属性 refObj。浅拷贝之后基本类型数据 field2 和 filed1 是不同属性，互不影响。但引用类型 refObj 仍然是同一个，改变之后会对另一个对象产生影响。

简单来说可以理解为浅拷贝只解决了第一层的问题，拷贝第一层的基本类型值，以及第一层的引用类型地址。

看一个例子（对象中有基本类型和引用类型）：

// 木易杨
let a = {
    name: "muyiy",
    book: {
        title: "You Don't Know JS",
        price: "45"
    }
}
let b = Object.assign({}, a);
console.log(b);
// {
//     name: "muyiy",
//     book: {title: "You Don't Know JS", price: "45"}
// } 

a.name = "change";
a.book.price = "55";
console.log(a);
// {
//     name: "change",
//     book: {title: "You Don't Know JS", price: "55"}
// } 

console.log(b);
// {
//     name: "muyiy",
//     book: {title: "You Don't Know JS", price: "55"}
// } 

深拷贝

深拷贝会拷贝所有的属性，并拷贝属性指向的动态分配的内存。当对象和它所引用的对象一起拷贝时即发生深拷贝。深拷贝相比于浅拷贝速度较慢并且花销较大。拷贝前后两个对象互不影响。（也就是说对象中基础类型和引用类型都是分开的了）

看一个实例：

// 木易杨
let a = {
    name: "muyiy",
    book: {
        title: "You Don't Know JS",
        price: "45"
    }
}
let b = JSON.parse(JSON.stringify(a));
console.log(b);
// {
//     name: "muyiy",
//     book: {title: "You Don't Know JS", price: "45"}
// } 

a.name = "change";
a.book.price = "55";
console.log(a);
// {
//     name: "change",
//     book: {title: "You Don't Know JS", price: "55"}
// } 

console.log(b);
// {
//     name: "muyiy",
//     book: {title: "You Don't Know JS", price: "45"}
// } 

完全改变变量 a 之后对 b 没有任何影响，这就是深拷贝的魔力。

再看一个例子(对数组深拷贝)：

// 木易杨
let a = [0, "1", [2, 3]];
let b = JSON.parse(JSON.stringify( a.slice(1) ));
console.log(b);
// ["1", [2, 3]]

a[1] = "99";
a[2][0] = 4;
console.log(a);
// [0, "99", [4, 3]]

console.log(b);
//  ["1", [2, 3]]

但是该方法有以下几个问题。
1、会忽略 undefined
2、会忽略 symbol
3、不能序列化函数
4、不能解决循环引用的对象

// 木易杨
let obj = {
    name: 'muyiy',
    a: undefined,
    b: Symbol('muyiy'),
    c: function() {}
}
console.log(obj);
// {
//     name: "muyiy", 
//     a: undefined, 
//  b: Symbol(muyiy), 
//  c: ƒ ()
// }

let b = JSON.parse(JSON.stringify(obj));
console.log(b);
// {name: "muyiy"}

上面代码说明了不能正常处理 undefined、symbol 和函数这三种情况。

// 木易杨
let obj = {
    a: 1,
    b: {
        c: 2,
           d: 3
    }
}
obj.a = obj.b;
obj.b.c = obj.a;

let b = JSON.parse(JSON.stringify(obj));
// Uncaught TypeError: Converting circular structure to JSON

参考文章：
https://juejin.im/post/5c20509bf265da611b585bec
https://juejin.im/post/59ac1c4ef265da248e75892b#comment

为什么使用深拷贝？

我们希望在改变新的数组（对象）的时候，不改变原数组（对象）。

深拷贝的要求程度：

我们在使用深拷贝的时候，一定要弄清楚我们对深拷贝的要求程度：是仅“深”拷贝第一层级的对象属性或数组元素，还是递归拷贝所有层级的对象属性和数组元素？

4.引用类型(对象类型)浅拷贝

浅拷贝数组：直接遍历、slice、concat
浅拷贝对象：直接遍历、ES6的Object.assign、ES6扩展运算符

浅拷贝数组：

1.直接遍历：

var arr = [1,2,3,4];

function copy(arg){
  
  var newArr = [];
  
  for(var i = 0; i < arr.length; i++) {
    newArr.push(arr[i]);
  }
  
  return newArr;
}

var newArry = copy(arr);
console.log(newArry);
newArry[0] = 10;
console.log(newArry); // [10,2,3,4]
console.log(arr)  // [1,2,3,4]

2.slice（）:

var arr = [1,2,3,4]
var copyArr = arr.slice();
copyArr[0] = 10;
console.log(copyArr); // [10,2,3,4]
console.log(arr); // [1,2,3,4]

slice() 方法返回一个从已有的数组中截取一部分元素片段组成的新数组（不改变原来的数组！） 用法：array.slice(start,end)，start表示是起始元素的下标，end表示的是终止元素的下标。

3.concat（）：

var arr = [1,2,3,4]
var copyArr = arr.concat();
copyArr[0] = 10;
console.log(copyArr); // [10,2,3,4]
console.log(arr); // [1,2,3,4]

concat() 方法用于连接两个或多个数组。( 该方法不会改变现有的数组，而仅仅会返回被连接数组的一个副本。)

用法：array.concat(array1,array2,…,arrayN)

因为我们上面调用concat的时候没有带上参数，所以var copyArray = array.concat();实际上相当于var copyArray = array.concat([]); 也即把返回数组和一个空数组合并后返回.

注意：

但是，事情当然不会这么简单，我上面的标题是 “深拷贝数组（只拷贝第一级数组元素）”，这里说的意思是对于一级数组元素是基本类型变量（如number,String,boolean）的简单数组, 上面这三种拷贝方式都能成功，但对第一级数组元素是对象或者数组等引用类型变量的数组，上面的三种方式都将失效，例如：

var arr = [
  {number:1},
  {number:2},
  {number:3}
]

var copyArr = arr.slice();
copyArr[0].number = 10;
console.log(copyArr);  // [{number: 100}, { number: 2 },{ number: 3 }]
console.log(arr); // [{number: 100}, { number: 2 }, { number: 3 }]

浅拷贝对象：

1.直接遍历：

  var obj = {
    name: "张三",
    job: "学生"
  }
  
  function copy (arg) {
    let newobj = {}
    for(let item in obj) {
      newobj[item] = obj[item];
    }
    return newobj;
  }
  
  var copyobj = copy(obj)
  copyobj.name = "李四"
  console.log(copyobj) // {name: '李四', job:: '学生'}
  console.log(obj) // {name: '张三', job:: '学生'}

我们看一个可以给for in使用：

var obj = {a:1,b:2,c:3,d:4};

for(let item in obj){
	console.log(item);
	console.log(obj[item])
}

a
1
b
2
c
3
d
4

2.ES6的Object.assign：

var obj = {
  name: '张三',
  job: '学生'
}

var copyobj = Object.assign({},obj)
copyobj.name = '李四'
console.log(copyobj) // {name: '李四', job:: '学生'}
console.log(obj)    // {name: '张三', job:: '学生'}

Object.assign：用于对象的合并，将源对象（source）的所有可枚举属性，复制到目标对象（target），并返回合并后的target.

用法： Object.assign(target, source1, source2); 所以 copyObj = Object.assign({}, obj); 这段代码将会把obj中的一级属性都拷贝到 ｛｝中，然后将其返回赋给copyObj.

3.ES6扩展运算符：

var obj = {
  name: '张三',
  job: '学生'
}

var copyobj = {...obj}
copyobj.name = '李四'
console.log(copyobj)
console.log(obj)

扩展运算符（…）用于取出参数对象的所有可遍历属性，拷贝到当前对象之中。

注意：

对多层嵌套对象，很遗憾，上面三种方法，都会失败：

var obj = {
  name: {
    firstname: '张',
    lastname: '三'
  },
  job: '学生'
}

var copyobj = Object.assign({},obj)
copyobj.name.firstname = '王'
console.log(copyobj.name.firstname) // 王
console.log(obj.name.firstname)     // 王

5.引用类型深拷贝

有没有更强大的一些解决方案？使我们能够不仅拷贝第一层级，还能够拷贝数组或对象所有层级的各项值，不是单独针对数组或对象，而是能够通用于数组，对象和其他复杂的JSON形式的对象。

可以参考这篇文章：https://jerryzou.com/posts/dive-into-deep-clone-in-javascript/

1.手动赋值

把一个对象的属性复制给另一个对象的属性

var obj1 = { a: 10, b: 20, c: 30 };
var obj2 = { a: obj1.a, b: obj1.b, c: obj1.c };
obj2.b = 100;
console.log(obj1);
// { a: 10, b: 20, c: 30 } <-- 沒被改到
console.log(obj2);
// { a: 10, b: 100, c: 30 }
但这样很麻烦，要一个一个自己复制；而且这样的本质也不能算是 Deep Copy，因为对象里面也可能回事对象，如像下面这个状况：

var obj1 = { body: { a: 10 } };
var obj2 = { body: obj1.body };
obj2.body.a = 20;
console.log(obj1);
// { body: { a: 20 } } <-- 被改到了
console.log(obj2);
// { body: { a: 20 } }
console.log(obj1 === obj2);
// false
console.log(obj1.body === obj2.body);
// true
虽然obj1跟obj2是不同对象，但他们会共享同一个obj1.body，所以修改obj2.body.a时也会修改到旧的。

2.对象只有一层的话可以使用上面的：Object.assign()函数

Object.assign({}, obj1)的意思是先建立一个空对象{}，接着把obj1中所有的属性复制过去，所以obj2会长得跟obj1一样，这时候再修改obj2.b也不会影响obj1。

因为Object.assign跟我们手动复制的效果相同，所以一样只能处理深度只有一层的对象，没办法做到真正的 Deep Copy。不过如果要复制的对象只有一层的话可以考虑使用它。

3.转成 JSON 再转回来

用JSON.stringify把对象转成字符串，再用JSON.parse把字符串转成新的对象。

var obj1 = { body: { a: 10 } };
var obj2 = JSON.parse(JSON.stringify(obj1));
obj2.body.a = 20;
console.log(obj1);
// { body: { a: 10 } } <-- 沒被改到
console.log(obj2);
// { body: { a: 20 } }
console.log(obj1 === obj2);
// false
console.log(obj1.body === obj2.body);
// false
这样做是真正的Deep Copy，这种方法简单易用。

但是这种方法也有不少坏处，譬如它会抛弃对象的constructor。也就是深拷贝之后，不管这个对象原来的构造函数是什么，在深拷贝之后都会变成Object。

这种方法能正确处理的对象只有 Number, String, Boolean, Array, 扁平对象，即那些能够被 json 直接表示的数据结构。RegExp对象是无法通过这种方式深拷贝。

也就是说，只有可以转成JSON格式的对象才可以这样用，像function没办法转成JSON。

var obj1 = { fun: function(){ console.log(123) } };
var obj2 = JSON.parse(JSON.stringify(obj1));
console.log(typeof obj1.fun);
// 'function'
console.log(typeof obj2.fun);
// 'undefined' <-- 没复制
要复制的function会直接消失，所以这个方法只能用在单纯只有数据的对象。

4.递归拷贝

function deepClone(initalObj, finalObj) {    
  var obj = finalObj || {};    
  for (var i in initalObj) {        
    if (typeof initalObj[i] === 'object') {
      obj[i] = (initalObj[i].constructor === Array) ? [] : {};            
      arguments.callee(initalObj[i], obj[i]);
    } else {
      obj[i] = initalObj[i];
    }
  }    
  return obj;
}
var str = {};
var obj = { a: {a: "hello", b: 21} };
deepClone(obj, str);
console.log(str.a);

上述代码确实可以实现深拷贝。但是当遇到两个互相引用的对象，会出现死循环的情况。

为了避免相互引用的对象导致死循环的情况，则应该在遍历的时候判断是否相互引用对象，如果是则退出循环。

改进版代码如下：

function deepClone(initalObj, finalObj) {    
  var obj = finalObj || {};    
  for (var i in initalObj) {        
    var prop = initalObj[i];        // 避免相互引用对象导致死循环，如initalObj.a = initalObj的情况
    if(prop === obj) {            
      continue;
    }        
    if (typeof prop === 'object') {
      obj[i] = (prop.constructor === Array) ? [] : {};            
      arguments.callee(prop, obj[i]);
    } else {
      obj[i] = prop;
    }
  }    
  return obj;
}
var str = {};
var obj = { a: {a: "hello", b: 21} };
deepClone(obj, str);
console.log(str.a);

5.使用Object.create()方法

直接使用var newObj = Object.create(oldObj)，可以达到深拷贝的效果。

function deepClone(initalObj, finalObj) {    
  var obj = finalObj || {};    
  for (var i in initalObj) {        
    var prop = initalObj[i];        // 避免相互引用对象导致死循环，如initalObj.a = initalObj的情况
    if(prop === obj) {            
      continue;
    }        
    if (typeof prop === 'object') {
      obj[i] = (prop.constructor === Array) ? [] : Object.create(prop);
    } else {
      obj[i] = prop;
    }
  }    
  return obj;
}

6.jquery的$.extend

jquery 有提供一个$.extend可以用来做 Deep Copy。

var $ = require('jquery');
var obj1 = {
    a: 1,
    b: { f: { g: 1 } },
    c: [1, 2, 3]
};
var obj2 = $.extend(true, {}, obj1);
console.log(obj1.b.f === obj2.b.f);
// false

7.lodash的cloneDeep（）

另外一个很热门的函数库lodash，也有提供_.cloneDeep用来做 Deep Copy。

var _ = require('lodash');
var obj1 = {
    a: 1,
    b: { f: { g: 1 } },
    c: [1, 2, 3]
};
var obj2 = _.cloneDeep(obj1);
console.log(obj1.b.f === obj2.b.f);
// false

这个性能还不错，使用起来也很简单。

存在大量深拷贝需求的代码——immutable提供的解决方案

实际上，即使我们知道了如何在各种情况下进行深拷贝，我们也仍然面临一些问题： 深拷贝实际上是很消耗性能的。（我们可能只是希望改变新数组里的其中一个元素的时候不影响原数组，但却被迫要把整个原数组都拷贝一遍，这不是一种浪费吗？）所以，当你的项目里有大量深拷贝需求的时候，性能就可能形成了一个制约的瓶颈了。

通过immutable引入的一套API，实现：
1.在改变新的数组（对象）的时候，不改变原数组（对象）
2.在大量深拷贝操作中显著地减少性能消耗

const { Map } = require('immutable')
const map1 = Map({ a: 1, b: 2, c: 3 })
const map2 = map1.set('b', 50)
map1.get('b') // 2
map2.get('b') // 50

参考文章：
https://juejin.im/post/5beb93de6fb9a049c30ac9ee#heading-13
https://juejin.im/post/59ac1c4ef265da248e75892b
https://segmentfault.com/a/1190000008637489