最近在 vue 框架下写业务代码,不可避免地涉及到对象深浅拷贝的问题,趁机会总结记录一下。
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内存的堆区与栈区
首先要讲一下大家耳熟能详的「堆栈」,要区分一下数据结构和内存中的「堆栈」定义。
数据结构中的堆和栈是两种不同的、数据项按序排列的数据结构。
而我们重点要讲的是内存中的堆区与栈区。
在 C 语言中,栈区分配局部变量空间,而堆区是地址向上增长的用于分配程序猿申请的内存空间,另外还有静态区是分配静态变量、全局变量空间的;只读区是分配常量和程序代码空间的。以下举个简单的例子:
int a = 0; // 全局初始化区
char *p1; // 全局未初始化区
main()
{
int b; // 栈
char s[] = "abc"; // 栈
char *p2; // 栈
char *p3 = "123456"; // 在常量区,p3在栈上。
static int c =0; // 全局(静态)初始化区
p1 = (char *)malloc(10); // 堆
p2 = (char *)malloc(20); // 堆
}
而 JavaScript 是高级语言,底层依旧依靠 C/C++ 来编译实现,其变量划分为基本数据类型和引用类型。 基本数据类型包括:
- undefined
- null
- boolean
- number
- string
这些类型在内存中分别占有固定大小的空间,他们的值保存在栈空间,通过按值访问、拷贝和比较。
引用类型包括:
- object
- array
- function
- error
- date
这些类型的值大小不固定,栈内存中存放地址指向堆内存中的对象,是按引用访问的,说白了就跟 C 语言的指针一样的道理。
对于引用类型变量,栈内存中存放的知识该对象的访问地址,在堆内存中为该值分配空间,由于这种值的大小不固定,因此不能把他们保存到栈内存中;但内存地址大小是固定的,因此可以将堆内存地址保存到栈内存中。这样,当查询引用类型的变量时,就先从栈中读取堆内存地址,然后再根据该地址取出对应的值。
很显而易见的一点就是,JavaScript 中所有引用类型创建实例时,都是显式或隐式地 new 出对应类型的实例,实际上就是对应 C 语言的
malloc
分配内存函数。
JavaScript 中变量的赋值
js 中变量的赋值分为「传值」与「传址」。
给变量赋基本数据类型的值,就是「传值」;而给变量赋引用数据类型的值,实际上是「传址」。
基本数据类型变量的赋值、比较,只是值的赋值和比较,也即栈内存中的数据的拷贝和比较,参见如下直观的代码:
var num1 = 123;
var num2 = 123;
var num3 = num1;
num1 === num2; // true
num1 === num3; // true
num1 = 456;
num1 === num2; // false
num1 === num3; // false
引用数据类型变量的赋值、比较,只是存于栈内存中的堆内存地址的拷贝、比较,参加如下直观的代码:
var arr1 = [1, 2, 3];
var arr2 = [1, 2, 3];
var arr3 = arr1;
arr1 === arr2; // false
arr1 === arr3; // true
arr1 = [1, 2, 3];
arr1 === arr2; // false
arr1 === arr3; // false
再提及一个要点,js 中所有引用数据类型的顶级原型,都是
Object
,也就都是对象。
JavaScript 中变量的拷贝
js 中的拷贝区分为「浅拷贝」与「深拷贝」。
浅拷贝
浅拷贝只会将对象的各个属性进行依次复制,并不会进行递归复制,也就是说只会赋值目标对象的第一层属性。
对于目标对象第一层为基本数据类型的数据,就是直接赋值,即「传值」; 而对于目标对象第一层为引用数据类型的数据,就是直接赋存于栈内存中的堆内存地址,即「传址」。
深拷贝
深拷贝不同于浅拷贝,它不只拷贝目标对象的第一层属性,而是递归拷贝目标对象的所有属性。
一般来说,在JavaScript中考虑复合类型的深层复制的时候,往往就是指对于
Date
、
Object
与
Array
这三个复合类型的处理。我们能想到的最常用的方法就是先创建一个空的新对象,然后递归遍历旧对象,直到发现基础类型的子节点才赋予到新对象对应的位置。
不过这种方法会存在一个问题,就是 JavaScript 中存在着神奇的原型机制,并且这个原型会在遍历的时候出现,然后需要考虑原型应不应该被赋予给新对象。那么在遍历的过程中,我们可以考虑使用
hasOwnProperty
方法来判断是否过滤掉那些继承自原型链上的属性。
动手实现一份浅拷贝加扩展的函数
function _isPlainObject(target) {
return (typeof target === 'object' && !!target && !Array.isArray(target));
}
function shallowExtend() {
var args = Array.prototype.slice.call(arguments);
// 第一个参数作为target
var target = args[0];
var src;
target = _isPlainObject(target) ? target : {};
for (var i=1;i<args.length;i++) {
src = args[i];
if (!_isPlainObject(src)) {
continue;
}
for(var key in src) {
if (src.hasOwnProperty(key)) {
if (src[key] != undefined) {
target[key] = src[key];
}
}
}
}
return target;
}
测试用例:
// 初始化引用数据类型变量
var target = {
key: 'value',
num: 1,
bool: false,
arr: [1, 2, 3],
obj: {
objKey: 'objValue'
},
};
// 拷贝+扩展
var result = shallowExtend({}, target, {
key: 'valueChanged',
num: 2,
bool: true,
});
// 对原引用类型数据做修改
target.arr.push(4);
target.obj['objKey2'] = 'objValue2';
// 比较基本数据类型的属性值
result === target; // false
result.key === target.key; // false
result.num === target.num; // false
result.bool === target.bool;// false
// 比较引用数据类型的属性值
result.arr === target.arr; // true
result.obj === target.obj; // true
jQuery.extend 实现深浅拷贝加扩展功能
贴下 [email protected] 中
jQuery.extend
的实现:
jQuery.extend = jQuery.fn.extend = function() {
var options,
name,
src,
copy,
copyIsArray,
clone,
target = arguments[0] || {},
i = 1,
length = arguments.length,
deep = false;
// 如果第一个参数是布尔值,则为判断是否深拷贝的标志变量
if (typeof target === "boolean") {
deep = target;
// 跳过 deep 标志变量,留意上面 i 的初始值为1
target = arguments[i] || {};
// i 自增1
i++;
}
// 判断 target 是否为 object / array / function 以外的类型变量
if (typeof target !== "object" && !isFunction(target)) {
// 如果是其它类型变量,则强制重新赋值为新的空对象
target = {};
}
// 如果只传入1个参数;或者是传入2个参数,第一个参数为 deep 变量,第二个为 target
// 所以 length 的值可能为 1 或 2,但无论是 1 或 2,下段 for 循环只会运行一次
if (i === length) {
// 将 jQuery 本身赋值给 target
target = this;
// i 自减1,可能的值为 0 或 1
i--;
}
for (; i < length; i++) {
// 以下拷贝操作,只针对非 null 或 undefined 的 arguments[i] 进行
if ((options = arguments[i]) != null) {
// Extend the base object
for (name in options) {
src = target[name];
copy = options[name];
// 避免死循环的情况