Clonació de matrius JavaScript: Prevenció de modificacions intencionades a la matriu d'origen

Entendre la clonació i la mutació de matrius de JavaScript

La clonació de matrius és una activitat popular a JavaScript que us permet fer canvis a un duplicat de la matriu original sense afectar les dades originals. Tanmateix, és possible que les tècniques de clonació senzilles no funcionin com es pretenia a causa de la manera com funcionen els objectes JavaScript. Els desenvolupadors sovint es troben amb escenaris en què les modificacions fetes a la matriu copiada també afecten la matriu original.

Aquest problema es produeix principalment quan els elements estan continguts en una matriu, que és freqüent en estructures de dades més complexes. La sintaxi de propagació simple només replica els punters als objectes, no la còpia profunda real de la matriu, la qual cosa provoca canvis no desitjats tant a la matriu original com a la clonada.

Per il·lustrar aquest problema, passarem per un exemple molt senzill en aquest article. Utilitzarem l'operador de propagació per clonar una matriu que contingui els noms dels equips. A continuació, intentarem fer canvis a la matriu copiada i veurem si també es canvia la matriu original.

Mitjançant la comprensió del mecanisme darrere d'això i la investigació de possibles remeis, millorarem el nostre coneixement dels mètodes de clonació de matrius de JavaScript. En aplicacions més grans, això és essencial per evitar errors quan es treballa amb dades mutables.

Entendre els problemes de clonació i mutació de matrius de JavaScript

Aquest exemple de JavaScript demostra el problema de com la clonació de matrius pot provocar canvis inesperats a la matriu original. Les còpies superficials es creen quan es clona una matriu amb l'operador de propagació. Això indica que fins i tot quan es copia la matriu, tots els objectes continguts en ella continuen fent referència a les mateixes ubicacions de memòria. Pel que fa als noms dels equips, ambdues matrius apunten als elements idèntics encara que siguin matrius b és un clon de matriu a. En conseqüència, qualsevol modificació feta al nom de l'equip en una matriu també afectarà l'altra.

Com que JavaScript gestiona les coses per referència i no per valor, aquest comportament té lloc. Els objectes dins de la matriu no es dupliquen quan es crea una nova estructura de matriu amb l'ordre [...] a]. Així, el mateix objecte es canvia en ambdues matrius quan la funció canvi_equip s'invoca per canviar el nom de l'equip. Això explica per què, tot i que només es volia canviar una matriu, ambdues matrius mostren el canvi. Quan s'utilitzen matrius d'objectes JavaScript, aquest és un problema freqüent.

Hem il·lustrat dues solucions per a aquest problema: la clonació profunda i la utilització de la biblioteca. El JSON.parse(JSON.stringify(a)) La funció converteix la matriu en una cadena i torna de nou per proporcionar una còpia profunda. Aquest mètode és fàcil d'utilitzar i eficient per produir un nou conjunt d'elements que no estan completament relacionats amb la matriu original. La matriu original es mantindrà sense canvis després de qualsevol canvi fet a la matriu copiada. No obstant això, aquest mètode té inconvenients, especialment quan es tracta d'estructures de dades més complexes, com ara funcions o valors no definits.

Una manera més fiable aprofita la de Lodash _.cloneDeep tècnica. Una de les moltes tècniques que ofereix la coneguda biblioteca d'utilitats de JavaScript Lodash és la clonació profunda d'objectes i matrius. Aquesta tècnica garanteix que els objectes imbricats es clonen correctament i és alhora eficient i fiable. Gestiona estructures de dades més complicades amb facilitat, evitant els problemes associats a la serialització JSON. Aquestes dues tècniques de clonació profunda són molt útils en projectes més grans on la coherència de les dades és important perquè eviten efectes secundaris imprevistos en aplicacions que depenen de la manipulació de matrius o objectes.

a = [];
a[0] = {};
a[0].team = "Arsenal";
a[1] = {};
a[1].team = "Chelsea";
a[2] = {};
a[2].team = "West Ham";

function change_team(d, club) {
    d[1].team = club;
    return d;
}

b = [...a]; // Shallow copy of the array
change_team(b, "Spurs");

for(n = 0; n < a.length; n++) {
    console.log(n + "] " + a[n].team); // Arsenal, Chelsea, West Ham
}

for(n = 0; n < b.length; n++) {
    console.log(n + "] " + b[n].team); // Arsenal, Spurs, West Ham
}

a = [];
a[0] = {};
a[0].team = "Arsenal";
a[1] = {};
a[1].team = "Chelsea";
a[2] = {};
a[2].team = "West Ham";

function deepCloneArray(arr) {
    return JSON.parse(JSON.stringify(arr)); // Deep copy
}

function change_team(d, club) {
    d[1].team = club;
    return d;
}

b = deepCloneArray(a);
change_team(b, "Spurs");

for(n = 0; n < a.length; n++) {
    console.log(n + "] " + a[n].team); // Arsenal, Chelsea, West Ham
}

for(n = 0; n < b.length; n++) {
    console.log(n + "] " + b[n].team); // Arsenal, Spurs, West Ham
}

const _ = require('lodash');

a = [];
a[0] = {};
a[0].team = "Arsenal";
a[1] = {};
a[1].team = "Chelsea";
a[2] = {};
a[2].team = "West Ham";

function change_team(d, club) {
    d[1].team = club;
    return d;
}

b = _.cloneDeep(a);
change_team(b, "Spurs");

for(n = 0; n < a.length; n++) {
    console.log(n + "] " + a[n].team); // Arsenal, Chelsea, West Ham
}

for(n = 0; n < b.length; n++) {
    console.log(n + "] " + b[n].team); // Arsenal, Spurs, West Ham
}

Optimització de la clonació de matrius en JavaScript per al rendiment i la seguretat

La capacitat de gestionar eficaçment la memòria i el rendiment és un component crucial de la clonació de matrius JavaScript, especialment en aplicacions a gran escala. Les tècniques de clonació que utilitzeu quan treballeu amb matrius grans poden tenir un impacte significatiu en la utilització i la velocitat de la memòria. Quan es treballa amb estructures complicades i imbricades, el mètode de còpia superficial, que utilitza l'operador de propagació [...matriu], no és tan efectiu i és més lent per a matrius més petites. Tècniques de còpia profunda com JSON.parse(JSON.stringify(matriu)) o utilitzant biblioteques com la de Lodash _.cloneDeep pot provocar un retard en l'execució per a grans conjunts de dades a causa del seu major consum de memòria.

Per gestionar el rendiment amb més habilitat, heu d'avaluar quines situacions requereixen còpies profundes i superficials. Per exemple, una còpia poc profunda servirà si les úniques dades primitives que actualitza la vostra aplicació són matrius bàsiques de números o cadenes. Tanmateix, per evitar efectes secundaris basats en referències, és necessari un clon profund per a matrius que contenen objectes o matrius de matrius. Les tècniques de clonació profundes garanteixen la integritat de les dades tot i que podrien reduir el rendiment, sobretot quan es treballa amb grans conjunts de dades en lògica del servidor o models de dades jeràrquiques en aplicacions en temps real com els estats React.

A més, la clau per optimitzar la seguretat és evitar mutacions no intencionades. Quan les còpies superficials s'utilitzen de manera inadequada, poden permetre modificacions no desitjades mitjançant referències d'objectes, que poden exposar dades sensibles. La còpia profunda garanteix que els canvis en les matrius o objectes clonats no es filtrin als conjunts de dades originals, protegint la integritat de les dades i evitant errors crucials en sistemes sensibles com ara programari financer o mèdic. Tenir en compte els factors de rendiment i gestionar correctament les referències d'objectes fan que la clonació de matrius sigui un tema essencial per al desenvolupament web contemporani.