深拷贝和浅拷贝的实现方法和区别

前言

了解深浅拷贝需要先了解两种数据类型，基本类型和引用类型。

基本类型

基本类型是简单的数据类型，它们存储的是值本身。在内存中，基本类型的值直接存储在变量的位置。JavaScript中的基本类型有：

Number（数字）：整数或浮点数。
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```
let num = 42; // 数字
let pi = 3.14; // 浮点数
```
String（字符串）：字符序列。
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```
let str = "Hello, World!"; // 字符串
```
Boolean（布尔值）：表示真或假。
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```
let isTrue = true; // 真
let isFalse = false; // 假
```
Undefined（未定义）：表示未初始化的变量。
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```
let undefinedVar;
```
Null（空值）：表示没有值或空对象引用。
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```
let nullVar = null;
```
Symbol（符号）：ES6引入的一种唯一标识符。
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```
let sym = Symbol('unique');
```

引用类型

引用类型是由多个值构成的对象，它们存储的是对象的引用（内存地址）。当操作引用类型时，实际上是在操作它们的引用而不是直接操作值。JavaScript中的引用类型包括：

Object（对象）：包含键值对的集合。
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```
let person = {
  name: 'John',
  age: 30,
};
```
Array（数组）：包含有序元素列表的对象。
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```
let numbers = [1, 2, 3, 4, 5];
```
Function（函数）：可执行的代码块。
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```
function greet(name) {
  console.log(`Hello, ${name}!`);
}
```
Date（日期）：表示日期和时间的对象。
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```
let currentDate = new Date();
```
RegExp（正则表达式）：用于匹配字符串的模式。
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```
let regex = /[a-z]/;
```

引用类型的值在内存中是通过引用存储的，因此对于相同的引用类型，它们可以共享相同的引用，即使它们在逻辑上是不同的对象。这就是为什么在进行浅拷贝时，只有引用被复制，而不是引用指向的对象的实际内容。深拷贝则是一种创建引用类型完全独立副本的方法。

1.浅拷贝

1.基本说明

浅拷贝是指创建一个新的对象或数组，复制源对象或数组的第一层元素到新对象或数组中。浅拷贝会复制基本类型的值直接到新对象，但对于引用类型（例如对象或数组），它只会复制它们的引用，而不会递归地复制它们的内部元素。简而言之，浅拷贝创建了一个新的对象或数组，但只复制了原始数据结构的表面层次，不会递归复制嵌套在原始结构中的对象或数组。

浅拷贝的特点是在创建副本时只复制原始对象或数组的第一层元素，而不会递归复制嵌套在其中的对象或数组。因此，如果你对浅拷贝的副本进行修改，这些修改可能会影响到原始对象或数组的第一层元素。但如果修改的是副本内的嵌套对象或数组，原始对象或数组不会受到影响。

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// 原始对象
const ABC = {
    key1: 'value1',
    key2: 'value2',
    abc: {
      key3: 'value3',
      key4: 'value4'
    }
  };
  
  // 使用浅拷贝创建副本
  const ABCcopy = { ...ABC };
  
  // 修改浅拷贝的第一层元素
  ABCcopy.key1 = '第一层元素';
  
  // 修改浅拷贝的嵌套对象
  ABCcopy.abc.key3 = '嵌套对象';
  
  console.log(ABC);
//   {
//     key1: 'value1',
//     key2: 'value2',
//     abc: { key3: '嵌套对象', key4: 'value4' }
//   }
  console.log(ABCcopy);
//   {
//     key1: '第一层元素',
//     key2: 'value2',
//     abc: { key3: '嵌套对象', key4: 'value4' }
//   }

ABCcopy 是通过扩展运算符进行浅拷贝的。修改 ABCcopy 的第一层元素（key1）不会影响到原始对象，因为它们是基本类型值。然而，修改 ABCcopy 的嵌套对象（abc）的属性（key3）将会影响到原始对象的相应属性，因为它们是引用类型，浅拷贝只复制了引用。

所以，浅拷贝改变后，如果修改的是第一层元素，原对象或数组不受影响；但如果修改的是嵌套在其中的引用类型，原对象或数组可能会受到影响。这是因为浅拷贝只复制了引用，而不是引用指向的实际内容。

2.浅拷贝实现方法

普遍：

1.手动遍历复制对象属性

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function CopyObject(obj) {
  const copy = {};
  for (let key in obj) {
    if (obj.hasOwnProperty(key)) {
      copy[key] = obj[key];
    }
  }
  return copy;
}

const ABC = { key1: 'value1', key2: 'value2' };
const ABCCopy = CopyObject(ABC);

对象：

2. 扩展运算符（...）

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const ABC = { key1: 'value1', key2: 'value2' };
const ABCCopy = { ...ABC };

3. Object.assign()

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const ABC = { key1: 'value1', key2: 'value2' };
const ABCCopy = Object.assign({}, ABC);

4. 使用 Object.create()

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const ABC = { key1: 'value1', key2: 'value2' };
const ABCCopy = Object.create(ABC);

数组：

5. Array.slice()

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const ABC = [1, 2, 3, 4, 5];
const ABCCopy = ABC.slice(1,2);

console.log(ABC)  //[ 1, 2, 3, 4, 5 ]
console.log(ABCCopy) //[ 2 ]

6. Array.concat()

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const ABC = [1, 2, 3, 4, 5];
const ABCCopy = [999,888,777].concat(ABC);

console.log(ABC)  //[1, 2, 3, 4, 5]
console.log(ABCCopy) //[999,888,777,1,2,3,4,5]

7. 使用 Array.from() 复制数组

Array.from() 是 JavaScript 中的一个静态方法，用于从一个类数组对象或可迭代对象创建一个新的数组实例。该方法接受两个参数：第一个参数是要转换成数组的对象，第二个参数是一个可选的映射函数，用于对数组的每个元素进行转换。

基本语法如下：

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Array.from(arrayLike [, mapFunction [, thisArg]])

arrayLike: 要转换成数组的对象或可迭代对象。
mapFunction（可选）: 对数组中的每个元素执行的映射函数。
thisArg（可选）: 映射函数中 this 的值。

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const ABC = [1, 2, 3, 4, 5];
const ABCCopy = Array.from(ABC);

字符串：

8. 使用 slice() 复制字符串

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const ABC = "Hello, World!";
const ABCCopy = ABC.slice();

这些方法都可以用于创建原始对象或数组的浅拷贝，但需要注意的是，对于嵌套结构，这些方法只会复制嵌套对象或数组的引用，而不会创建它们的深层副本。如果需要深拷贝嵌套结构，需要考虑其他方法，例如手动递归遍历对象的属性。

2.深拷贝

1.基本说明

深拷贝是指在复制对象或数组时，不仅复制了原始对象或数组的第一层元素，还递归地复制了其内部所有层次的嵌套对象或数组，从而创建一个完全独立的副本。深拷贝确保了副本和原始对象之间的所有层次都是相互独立的，互不影响。

深拷贝通常通过递归遍历对象或数组的所有层次来实现，确保每个嵌套的对象或数组都被完全复制

对于深拷贝而言，副本将独立于原始对象，并且对副本的修改不会影响原始对象。深拷贝会递归复制对象的所有层，包括嵌套的对象或数组，以确保副本是完全独立的。

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npm i lodash //安装依赖库

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const _ = require('lodash')
const ABC = {
    key1: 'value1',
    key2: 'value2',
    abc: {
      key3: 'value3',
      key4: 'value4'
    }
  };
  
  // 使用深拷贝库，如Lodash中的_.cloneDeep()
  const deepCopy = _.cloneDeep(ABC);
  
  // 修改深拷贝的第一层元素
  deepCopy.key1 = '第一层元素';
  
  // 修改深拷贝的嵌套对象
  deepCopy.abc.key3 = '嵌套对象';
  
  console.log(ABC);
//   {
//     key1: 'value1',
//     key2: 'value2',
//     abc: { key3: 'value3', key4: 'value4' }
//   }
  console.log(deepCopy);
//   {
//     key1: '第一层元素',
//     key2: 'value2',
//     abc: { key3: '嵌套对象', key4: 'value4' }
//   }

使用 Lodash 库的 _.cloneDeep() 方法来执行深拷贝。无论修改的是第一层元素还是嵌套的对象，都不会影响到原始对象。这是因为深拷贝递归地创建了每个对象的副本，确保了所有嵌套结构的独立性。

深拷贝的特点是创建一个原始对象的完全独立副本，不受原始对象或副本之间修改的相互影响。这在需要保持数据完整性和避免副作用的情况下非常有用。

2.深拷贝实现方法

深拷贝的实现方法有很多，以下是一些常见的深拷贝方式：

1. 递归手动实现

通过递归遍历对象或数组的所有层次，创建相应的副本。

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function deepCopy(obj) {
  if (typeof obj !== 'object' || obj === null) {
    return obj;
  }
  let result = Array.isArray(obj) ? [] : {};
  for (let key in obj) {
    if (obj.hasOwnProperty(key)) {
      result[key] = deepCopy(obj[key]);
    }
  }

  return result;
}

const ABC = { key1: 'value1', key2: { abc: 'abcValue' } };
const deepCopyObj = deepCopy(ABC);

2. JSON 序列化与反序列化(JSON.parse和JSON.stringify)

JSON.parse() 用于解析 JSON 字符串，将其转换为相应的 JavaScript 对象。

JSON.stringify() 用于将 JavaScript 对象转换为 JSON 字符串。

通过将对象转换为JSON字符串，然后再将其解析回对象，实现深拷贝。这种方法有一些限制，例如无法处理包含函数、RegExp等特殊对象的情况。

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const ABC = { key1: 'value1', key2: { abc: 'abcValue' } };
const deepCopyObj = JSON.parse(JSON.stringify(ABC));

3. 使用第三方库Lodash

许多第三方库提供了深拷贝的方法，其中最常用的是 Lodash 库的 _.cloneDeep() 方法。

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const _ = require('lodash');
const ABC = { key1: 'value1', key2: { abc: 'abcValue' } };
const deepCopyObj = _.cloneDeep(ABC);

4. MessageChannel

在浏览器环境下，可以使用 MessageChannel 来创建对象的副本。

MessageChannel 是 HTML Living Standard 中定义的一种用于在不同上下文之间进行通信的 API。它主要用于在 Web 开发中实现跨文档、跨窗口、跨 iframe、跨文档对象模型 (DOM) 或者主线程和 Web Worker 之间进行异步消息传递。MessageChannel 创建了一个双向通信通道，通过两个相关联的 MessagePort 实例进行通信。

MessageChannel 的特点

双向通信： MessageChannel 提供了两个 MessagePort 对象，分别命名为 port1 和 port2，它们都可以用于发送和接收消息。
消息传递： 通过调用 postMessage() 方法，可以在一个端口上发送消息，而通过在另一个端口上监听 message 事件，可以接收消息。
传递通道： MessageChannel 通常用于传递一次性或大块的数据，例如，可以使用 Transferable 对象（例如，ArrayBuffer）来传递大型数据结构，而无需复制数据。
跨上下文通信： 可以在主线程和 Web Worker、不同的窗口或 iframe 之间使用 MessageChannel 进行通信。

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function deepCopyMessage(obj) {
  return new Promise(resolve => {
    const channel = new MessageChannel();
    channel.port1.onmessage = event => resolve(event.data);
    channel.port2.postMessage(obj);
  });
}

const ABC = { key1: 'value1', key2: { abc: 'abcValue' } };

deepCopyMessage(ABC).then(deepCopyObj => {
  console.log(deepCopyObj);
});

需要注意的是，并非所有对象都能被上述方法完美地深拷贝，例如包含循环引用、函数、RegExp等特殊对象的情况。在实际使用中，需要根据具体的需求选择最适合的深拷贝方式。

3.深浅拷贝主要区别

对象结构复制：
- 浅拷贝： 只复制对象的第一层属性，如果对象的属性值是对象，那么拷贝后的对象会引用相同的对象。
- 深拷贝： 复制整个对象结构，包括对象的所有嵌套属性，递归复制每个子对象，确保拷贝后的对象和原始对象是完全独立的。
引用关系：
- 浅拷贝： 对象的引用关系仅在第一层生效，即拷贝后的对象和原始对象的第一层属性是独立的，但如果属性值是对象，则两者之间共享相同的子对象。
- 深拷贝： 对象的引用关系在所有层级都被打破，确保拷贝后的对象和原始对象及其所有嵌套对象都是独立的，互不影响。
循环引用处理：
- 浅拷贝： 由于只复制第一层属性，对于包含循环引用的对象，浅拷贝可能陷入无限循环，导致栈溢出。
- 深拷贝： 通常需要额外的处理来解决循环引用问题，因为简单的递归复制可能导致无限递归。一些深拷贝实现会使用一些策略，例如记录已经拷贝过的对象，以避免重复拷贝。
性能：
- 浅拷贝： 通常比深拷贝更高效，因为它只复制对象的第一层属性，不需要递归整个对象结构。
- 深拷贝： 由于需要递归复制整个对象结构，深拷贝可能会消耗更多的时间和内存，尤其是在处理大型对象或对象树时。