JS深拷貝詳解

一、概述

在JS開發中，我們常常需要複製或者克隆一個對象。對於簡單數據類型，如數字、字元串、布爾值等，這是很容易實現的。但是對於複雜數據類型，如對象或者數組，就需要用到JS的深拷貝。深拷貝是指將一個對象完全複製一份，並開闢一個新的內存空間存放新對象，新對象的改動不會影響原對象。相比之下，JS的淺拷貝只是複製對象的引用，並沒有開闢新的內存空間，因此改動新對象也會影響原對象。

二、基本實現方法

JS的深拷貝可以通過兩種方法實現。

1. JSON.parse()

function deepClone(obj) {
  return JSON.parse(JSON.stringify(obj));
}

通過JSON.stringify()將對象轉化為字元串，然後再通過JSON.parse()將字元串轉化為新的對象，新對象就是原對象的深拷貝。這種方法的優點是實現簡單，代碼量小，但是缺點也顯而易見：無法處理對象中含有函數、正則表達式等非JSON格式數據類型。而且該方法在處理大型對象的時候性能很低，因為需要進行兩次序列化和反序列化操作。

2. 遞歸

function deepClone(obj, hash = new WeakMap()) {
  if (Object(obj) !== obj) return obj;
  if (hash.has(obj)) return hash.get(obj);
  let clonedObj = new obj.constructor();
  hash.set(obj, clonedObj);
  if (obj instanceof Map) {
    obj.forEach((value, key) => {
      clonedObj.set(deepClone(key, hash), deepClone(value, hash));
    });
  } else if (obj instanceof Set) {
    obj.forEach(value => {
      clonedObj.add(deepClone(value, hash));
    });
  } else {
    Object.getOwnPropertyNames(obj).forEach(prop => {
      if (Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, prop).enumerable) {
        clonedObj[prop] = deepClone(obj[prop], hash);
      }
    });
  }
  return clonedObj;
}

遞歸方法則不會存在以上的問題，可以處理複雜對象，但是要注意對象中是否包含自引用的情況，因此需要引入哈希表記憶化處理。

三、對象中含有函數的深拷貝

使用遞歸方式進行深拷貝的時候，如果對象中含有函數，就會出現深拷貝失誤的情況。因為遞歸過程中不會拷貝函數。因此需要單獨處理對象中的函數，這可以分為兩步：

1. 拷貝函數

let _toString = Object.prototype.toString;
let _hasOwnProperty = Object.prototype.hasOwnProperty;

function isFunction(obj) {
  return _toString.call(obj) === '[object Function]' || typeof obj === 'function';
}

function cloneFunction(func) {
  let bodyReg = /(?<={)(.|\n)+(?=})/m;
  let paramReg = /(? param.trim());
        return new Function(...params, body[0]);
      } else {
        return new Function(body[0]);
      }
    } else {
      return null;
    }
  } else {
    return eval(funcString);
  }
}

function copy(obj, hash = new WeakMap()) {
  if (Object(obj) !== obj) return obj;
  if (hash.has(obj)) return hash.get(obj);
  let type = _toString.call(obj);
  let copiedObj;
  switch (type) {
    case '[object Array]':
      copiedObj = new obj.constructor();
      break;
    case '[object Function]':
      return cloneFunction(obj);
    case '[object RegExp]':
      copiedObj = new RegExp(obj.source, obj.flags);
      break;
    case '[object Date]':
      copiedObj = new Date(obj.getTime());
      break;
    case '[object Set]':
      copiedObj = new Set();
      break;
    case '[object Map]':
      copiedObj = new Map();
      break;
    default:
      copiedObj = new obj.constructor();
  }
  hash.set(obj, copiedObj);
  if (obj instanceof Map) {
    obj.forEach((value, key) => {
      copiedObj.set(copy(key, hash), copy(value, hash));
    });
  } else if (obj instanceof Set) {
    obj.forEach(value => {
      copiedObj.add(copy(value, hash));
    });
  } else {
    for (let prop in obj) {
      if (_hasOwnProperty.call(obj, prop)) {
        if (type === '[object Array]' || type === '[object Object]') {
          copiedObj[prop] = copy(obj[prop], hash);
        } else {
          Object.defineProperty(copiedObj, prop, Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, prop));
        }
      }
    }   
  }
  return copiedObj;
}

上述代碼實現了函數的拷貝，其中cloneFunction()函數就是用於拷貝函數的。

2. 拷貝對象中的函數

function deepClone(obj, hash = new WeakMap()) {
  if (Object(obj) !== obj) return obj;
  if (hash.has(obj)) return hash.get(obj);
  let clonedObj = copy(obj, hash);
  hash.set(obj, clonedObj);
  return clonedObj; 
}

在進行遞歸遍歷後，調用copy()方法對對象進行拷貝，並記錄到哈希表中。這樣即可實現深拷貝。

四、應用場景

JS的深拷貝主要用於解決對象的克隆和數據格式轉化等問題。在以下場景中深拷貝會被廣泛應用：

1. React組件之間的通信

在React組件內部，有時需要將一個組件的狀態傳遞給子組件，這時候就需要使用深拷貝將狀態複製一份，以防止子組件改變父組件的狀態，從而避免數據污染的情況。

2. 前端緩存

在前端開發中，經常需要緩存一些數據到本地存儲中。如果數據源是一個對象，使用深拷貝可以保證數據不會在緩存的過程中被修改，從而避免數據完整性的問題。

3. 數據結構的複製

在JS中，集合類數據結構（例如Map，Set等）是常用的存儲數據的方式。在使用時，需要對這些數據結構進行複製，以便進行修改、刪除等操作。使用深拷貝可以確保複製後的數據和原數據完全獨立，防止由於互相引用導致結果不可預知。

4. 數據類型轉化

在開發中，有時需要將一個數據格式轉換成另一個格式。例如將一個JSON對象轉換為XML或CSV格式，可以通過先將JSON對象深拷貝得到一個JS對象，然後再將JS對象轉換為需要的格式。

五、總結

JS的深拷貝對於複製對象是一項非常關鍵的技術，掌握深拷貝的方法有助於提高代碼效率和數據完整性。本文介紹了兩種實現深拷貝的方法，以及如何處理對象中的函數，同時對深拷貝的應用場景作了介紹。