WEB开发编程网- 面试官:请你实现一个深克隆
前言
实现一个深克隆是面试中常见的问题的,可是绝大多数面试者的答案都是不完整的,甚至是错误的,这个时候面试官会不断追问,看看你到底理解不理解深克隆的原理,很多情况下一些一知半解的面试者就原形毕漏了.
我们就来看一下如何实现一个深克隆,当然面试中没有让你完整实现的时候,但是你一定要搞清楚其中的坑在哪里,才可以轻松应对面试官的追问.
在要实现一个深克隆之前我们需要了解一下javascript中的基础类型.
JavaScript原始类型:Undefined、Null、Boolean、Number、String、Symbol
JavaScript引用类型:Object
1.浅克隆
浅克隆之所以被称为浅克隆，是因为对象只会被克隆最外部的一层,至于更深层的对象,则依然是通过引用指向同一块堆内存.
// 浅克隆函数
function shallowClone(o) {
const obj = {};
for ( let i in o) {
obj[i] = o[i];
}
return obj;
}
// 被克隆对象
const oldObj = {
a: 1,
b: [ 'e', 'f', 'g' ],
c: { h: { i: 2 } }
};
const newObj = shallowClone(oldObj);
console.log(newObj.c.h, oldObj.c.h); // { i: 2 } { i: 2 }
console.log(oldObj.c.h === newObj.c.h); // true
我们可以看到,很明显虽然oldObj.c.h被克隆了,但是它还与oldObj.c.h相等,这表明他们依然指向同一段堆内存,这就造成了如果对newObj.c.h进行修改,也会影响oldObj.c.h,这就不是一版好的克隆.
newObj.c.h.i = 'change';
console.log(newObj.c.h, oldObj.c.h); // { i: 'change' } { i: 'change' }
我们改变了newObj.c.h.i的值,oldObj.c.h.i也被改变了,这就是浅克隆的问题所在.
当然有一个新的apiObject.assign()也可以实现浅复制,但是效果跟上面没有差别,所以我们不再细说了.
2.深克隆
2.1 JSON.parse方法
前几年微博上流传着一个传说中最便捷实现深克隆的方法, JSON对象parse方法可以将JSON字符串反序列化成JS对象，stringify方法可以将JS对象序列化成JSON字符串,这两个方法结合起来就能产生一个便捷的深克隆.
const newObj = JSON.parse(JSON.stringify(oldObj));
我们依然用上一节的例子进行测试
const oldObj = {
a: 1,
b: [ 'e', 'f', 'g' ],
c: { h: { i: 2 } }
};
const newObj = JSON.parse(JSON.stringify(oldObj));
console.log(newObj.c.h, oldObj.c.h); // { i: 2 } { i: 2 }
console.log(oldObj.c.h === newObj.c.h); // false
newObj.c.h.i = 'change';
console.log(newObj.c.h, oldObj.c.h); // { i: 'change' } { i: 2 }
果然,这是一个实现深克隆的好方法,但是这个解决办法是不是太过简单了.
确实,这个方法虽然可以解决绝大部分是使用场景,但是却有很多坑.
1.他无法实现对函数 、RegExp等特殊对象的克隆
2.会抛弃对象的constructor,所有的构造函数会指向Object
3.对象有循环引用,会报错
主要的坑就是以上几点,我们一一测试下.
// 构造函数
function person(pname) {
this.name = pname;
}
const Messi = new person('Messi');
// 函数
function say() {
console.log('hi');
};
const oldObj = {
a: say,
b: new Array(1),
c: new RegExp('ab+c', 'i'),
d: Messi
};
const newObj = JSON.parse(JSON.stringify(oldObj));
// 无法复制函数
console.log(newObj.a, oldObj.a); // undefined [Function: say]
// 稀疏数组复制错误
console.log(newObj.b[0], oldObj.b[0]); // null undefined
// 无法复制正则对象
console.log(newObj.c, oldObj.c); // {} /ab+c/i
// 构造函数指向错误
console.log(newObj.d.constructor, oldObj.d.constructor); // [Function: Object] [Function: person]
我们可以看到在对函数、正则对象、稀疏数组等对象克隆时会发生意外，构造函数指向也会发生错误。
const oldObj = {};
oldObj.a = oldObj;
const newObj = JSON.parse(JSON.stringify(oldObj));
console.log(newObj.a, oldObj.a); // TypeError: Converting circular structure to JSON
对象的循环引用会抛出错误.
2.2 构造一个深克隆函数
我们知道要想实现一个靠谱的深克隆方法,上一节提到的序列/反序列是不可能了,而通常教程里提到的方法也是不靠谱的,他们存在的问题跟上一届序列反序列操作中凸显的问题是一致的.
(这个方法也会出现上一节提到的问题)由于要面对不同的对象(正则、数组、Date等)要采用不同的处理方式，我们需要实现一个对象类型判断函数。
const isType = (obj, type) => {
if (typeof obj !== 'object') return false;
const typeString = Object.prototype.toString.call(obj);
let flag;
switch (type) {
case 'Array':
flag = typeString === '[object Array]';
break;
case 'Date':
flag = typeString === '[object Date]';
break;
case 'RegExp':
flag = typeString === '[object RegExp]';
break;
default:
flag = false;
}
return flag;
};
这样我们就可以对特殊对象进行类型判断了,从而采用针对性的克隆策略.
const arr = Array.of(3, 4, 5, 2);
console.log(isType(arr, 'Array')); // true
对于正则对象,我们在处理之前要先补充一点新知识.
我们需要通过正则的扩展了解到flags属性等等,因此我们需要实现一个提取flags的函数.
const getRegExp = re => {
var flags = '';
if (re.global) flags += 'g';
if (re.ignoreCase) flags += 'i';
if (re.multiline) flags += 'm';
return flags;
};
做好了这些准备工作,我们就可以进行深克隆的实现了.
/**
* deep clone
* @param {[type]} parent object 需要进行克隆的对象
* @return {[type]} 深克隆后的对象
*/
const clone = parent => {
// 维护两个储存循环引用的数组
const parents = [];
const children = [];
const _clone = parent => {
if (parent === null) return null;
if (typeof parent !== 'object') return parent;
let child, proto;
if (isType(parent, 'Array')) {
// 对数组做特殊处理
child = [];
} else if (isType(parent, 'RegExp')) {
// 对正则对象做特殊处理
child = new RegExp(parent.source, getRegExp(parent));
if (parent.lastIndex) child.lastIndex = parent.lastIndex;
} else if (isType(parent, 'Date')) {
// 对Date对象做特殊处理
child = new Date(parent.getTime());
} else {
// 处理对象原型
proto = Object.getPrototypeOf(parent);
// 利用Object.create切断原型链
child = Object.create(proto);
}
// 处理循环引用
const index = parents.indexOf(parent);
if (index != -1) {
// 如果父数组存在本对象,说明之前已经被引用过,直接返回此对象
return children[index];
}
parents.push(parent);
children.push(child);
for (let i in parent) {
// 递归
child[i] = _clone(parent[i]);
}
return child;
};
return _clone(parent);
};
我们做一下测试
function person(pname) {
this.name = pname;
}
const Messi = new person('Messi');
function say() {
console.log('hi');
}
const oldObj = {
a: say,
c: new RegExp('ab+c', 'i'),
d: Messi,
};
oldObj.b = oldObj;
const newObj = clone(oldObj);
console.log(newObj.a, oldObj.a); // [Function: say] [Function: say]
console.log(newObj.b, oldObj.b); // { a: [Function: say], c: /ab+c/i, d: person { name: 'Messi' }, b: [Circular] } { a: [Function: say], c: /ab+c/i, d: person { name: 'Messi' }, b: [Circular] }
console.log(newObj.c, oldObj.c); // /ab+c/i /ab+c/i
console.log(newObj.d.constructor, oldObj.d.constructor); // [Function: person] [Function: person]
当然,我们这个深克隆还不算完美,例如Buffer对象、Promise、Set、Map可能都需要我们做特殊处理，另外对于确保没有循环引用的对象，我们可以省去对循环引用的特殊处理，因为这很消耗时间，不过一个基本的深克隆函数我们已经实现了。
总结
实现一个完整的深克隆是由许多坑要踩的,npm上一些库的实现也不够完整,在生产环境中最好用lodash的深克隆实现.
在面试过程中,我们上面提到的众多坑是面试官很可能追问你的,要知道坑在哪里,能答出来才是你的加分项,在面试过程中必须要有一两个闪光点,如果只知道序列/反序列这种投机取巧的方法,在追问下不仅拿不到分,很可能造成只懂个皮毛的印象,毕竟,面试面得就是你知识的深度.
