升级你的 JavaScript 技能:探索深拷贝的现代方法!
在前端开发中深拷贝是一个常见需求,我们可以通过 JSON 转换、递归、 Lodash _.cloneDeep()
等方式实现。实际上,JavaScript 中提供了一个原生 API 来执行对象的深拷贝:structuredClone
。它可以通过结构化克隆算法创建一个给定值的深拷贝,并且还可以传输原始值的可转移对象。本文将深入探讨 structuredClone()
函数的原理、使用方法及注意事项,以帮助开发者更好地应用现代 JavaScript 技术实现深拷贝。
基本使用
structuredClone()
的实用方式很简单,只需将原始对象传递给该函数,它将返回具有不同引用和对象属性引用的深层副本·:
const originalObject = { name: "John", age: 30, address: { street: "123 Main St", city: "Anytown", state: "Anystate" }, date: new Date(123), } const copied = structuredClone(originalObject);
这里 copied
的结果如下:
structuredClone()
不仅可以做到这些,还可以:
- 拷贝无限嵌套的对象和数组;
- 拷贝循环引用;
- 拷贝各种 JavaScript 类型,例如Date、Set、Map、Error、RegExp、ArrayBuffer, Blob、File、ImageData等;
- 拷贝同样,所使用的结构化克隆算法也structuredClone()不能克隆 DOM 元素。将 HTMLElement 对象传递给structuredClone()将导致如上所示的错误。
- 任何可转移的对象。
在 JavaScript 中,可转移对象(Transferable Objects)是指 ArrayBuffer 和 MessagePort 等类型的对象,它们可以在主线程和 Web Worker 线程之间相互传递,同时还可以实现零拷贝内存共享,提高性能。这是由于可转移对象具有两个特点:
- 可共享:可转移对象本身没有所有权,可以在多个线程之间共享,实现零拷贝内存共享。
- 可转移:调用 Transferable API 时,可转移对象会从发送方(发送线程)转移到接收方(接收线程),不再存在于原始线程中,因此可以避免内存拷贝和分配等开销。
要注意的是,使用可转移对象时必须小心处理,因为一旦对象被转移,原线程将不再拥有该对象的所有权,因此在发送线程中不能再访问该对象。此外,在接收线程中使用可转移对象时,也需要根据需求进行显式释放,否则可能会导致内存泄漏和其他问题。
例如,对于以下结构,仍然可以使用structuredClone()
进行深拷贝:
const originalObject = { set: new Set([1, 3, 3]), map: new Map([[1, 2]]), regex: /foo/, deep: { array: [ new File(someBlobData, 'file.txt') ] }, error: new Error('Hello!') } originalObject.circular = originalObject const copied = structuredClone(originalObject)
当对象中存在循环引用时,仍然可以通过 structuredClone()
进行深拷贝。
缺点
当然,structuredClone()
也并不是完美的,下面就来看看有哪些 structuredClone()
不能拷贝的数据类型。
函数或方法
当拷贝函数时,就会抛出异常:
javascript
复制代码
function func() {}
const funcClone = structuredClone(func);
输出结果如下:
const car = { make: 'BMW', move() { console.log('vroom'); }, }; car.basedOn = car; const cloned = structuredClone(car);
输出结果如下:
DOM 节点
当拷贝 DOM 节点时,也会抛出异常:
javascript
复制代码
const input = document.querySelector('#text-field');
// ❌ Failed: HTMLInputElement object could not be cloned.
const clone = structuredClone(input);
属性描述符、setter 和 getter
属性描述符、setter
和 getter
以及类似的元数据都不能被克隆。例如,对于 getter
,结果值被克隆,但 getter
函数本身没有被克隆(或任何其他属性元数据):
javascript
复制代码
structuredClone({ get foo() { return 'bar' } })
输出结果如下:
javascript
复制代码
{ foo: 'bar' }
对象原型
原型链不能被遍历或拷贝。所以如果克隆一个实例 MyClass
,克隆的对象将不再是这个类的一个实例(但是这个类的所有有效属性都将被拷贝)
class MyClass { foo = 'bar' myMethod() { /* ... */ } } const myClass = new MyClass() const cloned = structuredClone(myClass) // { foo: 'bar' } cloned instanceof myClass // false
支持拷贝的类型
structuredClone()
支持拷贝的类型如下:
JS 内置对象
Array(数组)、ArrayBuffer(数据缓冲区)、Boolean(布尔类型)、DataView(数据视图)、Date(日期类型)、Error(错误类型,包括下面列出的具体类型)、Map(映射类型)、Object (仅指纯对象,如从对象字面量中创建的对象)、原始类型(除symbol
外,即 number、string、null、undefined、boolean、BigInt)、RegExp(正则表达式)、Set(集合类型)、TypedArray(类型化数组)。
Error 类型
Error、EvalError、RangeError、ReferenceError、SyntaxError、TypeError、URIError。
Web/API 类型
AudioData、Blob、CryptoKey、DOMException、DOMMatrix、DOMMatrixReadOnly、DOMPoint、DomQuad、DomRect、File、FileList、FileSystemDirectoryHandle、FileSystemFileHandle、FileSystemHandle、ImageBitmap、ImageData、RTCCertificate、VideoFrame。
浏览器支持
目前主流浏览器都支持 structuredClone API:
为什么不用 JSON.parse(JSON.stringify(x))
?
我们平时可能会通过 JSON.parse(JSON.stringify(x))
来进行深拷贝,那它有什么缺点呢?来看下面的例子:
const originalObject = { title: "hello", date: new Date(123), attendees: ["Steve"] } const copied = JSON.parse(JSON.stringify(originalObject))
通过这种方式,得到的 copied
值如下:
{ title: "hello", date: "1970-01-01T00:00:00.123Z", attendees: [ "Steve" ] }
可以看到,这里的 date 并不是我们想要的 Date 对象,而是一个字符串。发生这种情况就是因为 JSON.stringify
只能处理基本对象、数组和基本类型,而其他类型的值在转换之后都可能出现出乎意料的结果,例如 Date 会转化为字符串, Set 会转化为 {}
。JSON.stringify
甚至完全忽略某些内容,比如undefined
或函数。
例如:
const originalObject = { set: new Set([1, 3, 3]), map: new Map([[1, 2]]), regex: /foo/, deep: { array: [ new File(someBlobData, 'file.txt') ] }, error: new Error('Hello!') } const copied = JSON.parse(JSON.stringify(originalObject))
这里得到的 copied
值如下:
{ set: {}, map: {}, regex: {}, deep": { array: [ {} ] }, error: {}, }
除此之外,JSON.parse(JSON.stringify(x))
无法对包含循环引用的对象进行深克隆:
javascript
复制代码
const originalObject = {
set: new Set([1, 3, 3]),
map: new Map([[1, 2]]),
regex: /foo/,
error: new Error('Hello!')
}
originalObject.circular = originalObject
const copied = JSON.parse(JSON.stringify(originalObject))
当执行上述代码时,就会报错:
所以,如果对象没有上面说的这些情况,使用 JSON.parse(JSON.stringify(x))
进行深克隆是完全没有问题的。如果有,就可以使用 structuredClone()
来进行深拷贝。
参考:
- www.builder.io/blog/struct…
- codingbeautydev.com/blog/javasc…
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