json.parse(json.stringify(arr))不能完全克隆多维数组,因为它无法处理函数、undefined、symbol、bigint、date、regexp及循环引用,会导致数据丢失或报错;2. 推荐使用structuredclone()进行深度克隆,因为它能正确处理date、regexp、map、set、arraybuffer等复杂类型,并支持循环引用,是现代环境下的首选方案;3. 编写通用深度克隆函数可通过递归实现,结合weakmap处理循环引用,并针对不同对象类型(如date、regexp、map、set)分别克隆,从而应对structuredclone()不支持的场景或旧环境需求,确保所有嵌套层级被独立复制。
在JavaScript中克隆多维数组,核心在于实现“深拷贝”。简单地使用赋值操作符或者像 slice()、concat() 这样的方法,只能实现“浅拷贝”,这意味着数组的子元素(如果它们是对象或数组)仍然会引用原始内存地址。要真正克隆多维数组,你需要确保所有嵌套的层级都被独立复制,而不是仅仅复制引用。
解决方案
要深度克隆一个JavaScript多维数组,有几种方法,每种都有其适用场景和局限性。
一个常见且快速的方法是利用 JSON.parse(JSON.stringify(arr))。这种方式的原理是先将数组转换为JSON字符串,再将字符串解析回新的JavaScript对象。因为JSON字符串不包含引用,所以解析出的新对象是完全独立的。
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然而,这种方法并非万能。它有明显的局限性:
- 它无法处理函数、undefined、Symbol 或 BigInt 类型的数据,这些会在转换过程中丢失。
- Date 对象会被转换为ISO格式的字符串,而不是保持为 Date 对象。
- RegExp 对象会变成空对象 {}。
- 它不能处理循环引用(即对象内部引用了自身或其父级),会导致报错。
对于更健壮的深拷贝,现代JavaScript环境提供了 structuredClone() API。这是一个更推荐的方法,它基于结构化克隆算法,能处理更多的数据类型,包括 Map、Set、Date、RegExp、ArrayBuffer 等,并且能够正确处理循环引用。
如果需要更精细的控制,或者要兼容不支持 structuredClone() 的旧环境,编写一个递归的深拷贝函数是必要的。这个函数可以根据需要定制,例如决定如何处理函数、DOM节点等特殊类型。
JSON.parse(JSON.stringify(arr)) 真的能完全克隆多维数组吗?
说实话,我个人觉得这个方法更像是一个“快速但不完美”的技巧,而不是一个通用的解决方案。它确实能处理大多数由数字、字符串、布尔值、纯对象和数组组成的简单多维数组。比如,你有一个全是数字和字符串构成的二维数组,或者嵌套了几层的纯数据对象,JSON.parse(JSON.stringify(arr)) 跑起来是没问题的,而且效率还不错。
但问题在于,真实世界的JavaScript数据结构往往比我们想象的要复杂。一旦你的数组里混入了 Date 对象(它们会被转成字符串,你就失去了 Date 对象的所有方法)、undefined(它们会直接消失)、函数(同样消失)、或者更糟的,如果你有循环引用(比如对象A引用了对象B,同时对象B又引用了对象A),那么 JSON.stringify 就会直接抛出错误。这就像你试图把一个活生生的人塞进一个只能装扁平照片的信封里,结果肯定是不行的。所以,它的适用范围其实相当有限,只适合那些“纯粹”的数据结构。
推荐使用 structuredClone() 进行深度克隆吗?
绝对推荐!如果你的目标环境支持 structuredClone()(目前主流浏览器和Node.js都支持得很好),那么这无疑是进行深度克隆的首选。我个人在项目中,只要条件允许,都会优先考虑它。
为什么呢?因为它太方便了,而且功能强大。它不仅能正确处理我们前面提到的 Date 对象(克隆后依然是 Date 对象),还能处理 RegExp、Map、Set、ArrayBuffer、Blob、File 等多种复杂类型。更重要的是,它能够优雅地处理循环引用,不会像 JSON.stringify 那样直接报错。这极大地减少了我们作为开发者需要考虑的边界情况。
用它的时候,感觉就像是JavaScript终于给了一个官方的、一劳永逸的深拷贝方案。你不需要再去找各种第三方库,也不用自己手写复杂的递归逻辑。它就是为了这个目的而设计的,并且被广泛测试和优化过。当然,它也有一些不能克隆的东西,比如函数(函数本质上是行为,而不是数据,通常我们不克隆函数,而是共享引用),或者DOM节点。但对于绝大多数数据结构的深拷贝需求,structuredClone() 都是一个非常可靠且高效的选择。
如何编写一个更通用的深度克隆函数来应对复杂场景?
当 structuredClone() 不可用(比如旧环境),或者你需要处理一些 structuredClone() 无法处理的特殊类型(例如你想克隆函数,或者有特定的自定义对象处理逻辑),手写一个递归的深拷贝函数就变得不可避免了。这确实需要一些思考,特别是要处理好循环引用,否则很容易陷入无限递归的泥潭。
一个相对健壮的深拷贝函数,通常会用到一个 Map 或 WeakMap 来存储已经克隆过的对象,以避免循环引用导致的死循环。
function deepClone(obj, hash = new WeakMap()) { // 基础类型或null,直接返回 if (obj === null || typeof obj !== 'object') { return obj; } // 处理特殊内置对象 if (obj instanceof Date) { return new Date(obj); } if (obj instanceof RegExp) { return new RegExp(obj); } if (obj instanceof Map) { const newMap = new Map(); for (const [key, value] of obj) { newMap.set(deepClone(key, hash), deepClone(value, hash)); } return newMap; } if (obj instanceof Set) { const newSet = new Set(); for (const value of obj) { newSet.add(deepClone(value, hash)); } return newSet; } // 处理循环引用:如果该对象已被克隆过,直接返回克隆后的对象 if (hash.has(obj)) { return hash.get(obj); } // 根据是数组还是普通对象创建新的容器 const clone = Array.isArray(obj) ? [] : {}; // 将新创建的克隆对象存入hash,以便处理循环引用 hash.set(obj, clone); // 递归克隆所有属性 for (const key in obj) { // 确保只处理对象自身的属性,而不是原型链上的 if (Object.prototype.hasOwnProperty.call(obj, key)) { clone[key] = deepClone(obj[key], hash); } } return clone; } // 示例使用 const originalArray = [ 1, 'hello', { a: 1, b: [2, 3] }, new Date(), new RegExp(/abc/g), new Map([['key1', 'value1']]), new Set([10, 20]) ]; originalArray[2].selfRef = originalArray; // 制造一个循环引用 const clonedArray = deepClone(originalArray); console.log(clonedArray); console.log(clonedArray[2].selfRef === clonedArray); // 检查循环引用是否被正确处理 console.log(clonedArray[3] instanceof Date); // 检查Date对象是否被正确克隆 console.log(clonedArray[4] instanceof RegExp); // 检查RegExp对象是否被正确克隆 console.log(clonedArray[5] instanceof Map); // 检查Map对象是否被正确克隆
这个函数考虑了基本类型、日期、正则表达式、Map、Set以及最重要的循环引用。它使用 WeakMap 作为 hash 表,这样当原始对象不再被引用时,垃圾回收机制可以清理掉 WeakMap 中的对应条目,避免内存泄漏。编写这样的函数,你才能真正掌控深拷贝的每一个细节,应对那些“不走寻常路”的数据结构。
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