JavaScript 配列のクローン作成: ソース配列への意図的な変更の防止

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JavaScript 配列のクローン作成: ソース配列への意図的な変更の防止
JavaScript 配列のクローン作成: ソース配列への意図的な変更の防止

JavaScript 配列のクローン作成とミューテーションについて

配列のクローン作成は、元のデータに影響を与えることなく、元の配列の複製に変更を加えることができる JavaScript の一般的なアクティビティです。ただし、JavaScript オブジェクトの動作方法により、単純なクローン作成手法が意図したとおりに機能しない可能性があります。開発者は、コピーされた配列に加えられた変更が元の配列にも影響を与えるというシナリオに頻繁に遭遇します。

この問題は主に、項目が配列に含まれている場合に発生します。これは、より複雑なデータ構造でよく発生します。単純なスプレッド構文では、配列の実際のディープ コピーではなく、オブジェクトへのポインターが複製されるだけなので、元の配列と複製された配列の両方に望ましくない変更が生じます。

この問題を説明するために、この記事では非常に簡単な例を取り上げます。スプレッド演算子を使用して、チームの名前を含む配列のクローンを作成します。次に、コピーした配列に変更を加えて、元の配列も変更されるかどうかを確認します。

この背後にあるメカニズムを理解し、考えられる解決策を調査す​​ることで、JavaScript 配列の複製方法についての知識を深めていきます。大規模なアプリケーションでは、可変データを操作する際のエラーを防ぐためにこれが不可欠です。

指示 使用例
[...array] この構文であるスプレッド演算子は、配列の浅いコピーを作成するために使用されます。この記事のコンテキストでは元の配列のクローンを作成するために使用されましたが、浅いコピーしか作成されないため、配列内のオブジェクトは引き続き同じ参照を指します。
JSON.parse(JSON.stringify(array)) この組み合わせにより、アレイのディープ クローン作成が実現されます。基本的に、配列を JSON 文字列に変換し、解析してオブジェクトに戻すことにより、元の配列とオブジェクト参照を共有しない配列の新しいコピーを作成します。
_.cloneDeep(array) この Lodash ライブラリ メソッドは、アレイまたはオブジェクトのディープ クローン作成のために特に作成されました。ネストされたオブジェクトもコピーされることを保証することで、共有参照が回避されます。
for(n=0; n<a.length; n++) この古典的な for ループは、n というカウンター変数を使用して配列を実行します。各チームの名前が配列から出力され、変更前と変更後の両方の結果が表示されます。
require('lodash') Node.js 環境では、このコマンドは Lodash ライブラリをインポートします。これにより、アレイのディープ クローン作成に不可欠な _.cloneDeep などのユーティリティ関数にアクセスできるようになります。
console.log() この機能は、値の表示やトラブルシューティングに使用できるデータをコンソールに出力します。この例では、最初のクローンアレイと変更後のクローンアレイの結果を比較するために適用されました。
function change_team(d, club) 配列 d とチーム名 club は、このメソッドが受け入れる 2 つの引数です。その後、2 番目のチームの新しい名前で配列を更新し、それを返します。これは、浅いコピーがどのように機能するか、および一方の配列への変更が他方の配列にどのように影響するかを示しています。
return 変更された配列は、return ステートメントを使用して、change_team 関数によって返されます。関数内の突然変異に続いて変更された構造を返すことは、これに依存します。

JavaScript 配列の複製と変更の問題について

この JavaScript の例は、配列のクローン作成によって元の配列に予期しない変更がどのように生じる可能性があるかという問題を示しています。スプレッド演算子を使用して配列を複製すると、浅いコピーが作成されます。これは、配列がコピーされた場合でも、配列内に含まれるすべてのオブジェクトが同じメモリ位置を参照し続けることを示します。チーム名に関しては、配列が同じであっても、両方の配列が同じ項目を指します。 b 配列のクローンです ある。したがって、一方の配列でチーム名を変更すると、もう一方の配列にも影響します。

JavaScript は値ではなく参照によって物事を処理するため、この動作が発生します。コマンドを使用して新しい配列構造を作成する場合、配列内のオブジェクトは複製されません。 [...a]。したがって、関数が次の場合に両方の配列で同じオブジェクトが変更されます。 変更チーム チーム名を変更するために呼び出されます。これは、1 つの配列のみを変更するつもりだったにもかかわらず、両方の配列に変更が表示される理由を説明しています。 JavaScript のオブジェクト配列を使用する場合、これは頻繁に発生する問題です。

この問題に対する 2 つの回避策、ディープ クローン作成とライブラリの使用を説明しました。の JSON.parse(JSON.stringify(a)) 関数は配列を文字列に変換し、再度元に戻してディープ コピーを提供します。この方法は使いやすく、元の配列とはまったく関係のない新しい項目のセットを作成するのに効率的です。コピーされた配列に変更が加えられた後でも、元の配列は変更されません。ただし、この方法には欠点があり、特に関数や未定義の値などのより複雑なデータ構造を扱う場合には注意が必要です。

より信頼性の高い方法は Lodash を利用することです _.cloneDeep 技術。有名な JavaScript ユーティリティ ライブラリ Lodash が提供する多くのテクニックの 1 つは、オブジェクトと配列のディープ クローン作成です。この手法により、ネストされたオブジェクトが正しく複製され、効率的かつ信頼性が高くなります。より複雑なデータ構造を簡単に処理し、JSON シリアル化に関連する問題を回避します。これら 2 つのディープ クローン作成手法は、配列またはオブジェクトの操作に依存するアプリケーションでの予期せぬ副作用を回避するため、データの一貫性が重要な大規模プロジェクトで非常に役立ちます。

JavaScript での配列の複製と変更

この例では、配列の編集とクローン作成メソッドに焦点を当てた JavaScript フロントエンド ソリューションを示します。

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
}

突然変異を防ぐための JavaScript での配列のディープ クローン作成

この例では、ディープ コピーを利用して、元のアレイに影響を与えずにクローン アレイに変更を加える方法を示します。

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
}

Lodash を使用した JavaScript での配列のクローン作成

参照ベースの変更を防ぐために、この例では、よく知られたユーティリティ パッケージである Lodash を使用して配列のディープ クローンを作成します。

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
}

パフォーマンスと安全性のために JavaScript での配列クローン作成を最適化する

メモリとパフォーマンスを効果的に管理する機能は、特に大規模なアプリケーションにおいて、JavaScript 配列のクローン作成の重要なコンポーネントです。大規模な配列を操作するときに使用するクローン作成手法は、メモリの使用率と速度に大きな影響を与える可能性があります。複雑な入れ子構造を扱う場合は、スプレッド演算子を使用する浅いコピー方法 [...配列]、配列が小さい場合はそれほど効果的ではなく、速度が遅くなります。次のようなディープコピー手法 JSON.parse(JSON.stringify(配列)) または Lodash のようなライブラリを使用する _.cloneDeep 巨大なデータ セットでは、メモリ消費量が増えるため、実行に遅れが生じる可能性があります。

パフォーマンスをより適切に管理するには、深いコピーと浅いコピーが必要な状況を評価する必要があります。たとえば、アプリケーションが更新するプリミティブ データが数値または文字列の基本配列のみである場合は、浅いコピーで十分です。ただし、参照ベースの副作用を防ぐために、オブジェクトまたは配列の配列を含む配列にはディープ クローンが必要です。ディープ クローン作成技術は、特にサーバーサイド ロジックの巨大なデータセットや React ステートなどのリアルタイム アプリの階層データ モデルを操作する場合に、パフォーマンスが低下する可能性がありますが、データの整合性を保証します。

さらに、セキュリティを最適化するための鍵は、意図しない突然変異を避けることです。浅いコピーが不適切に使用されると、オブジェクト参照を通じて意図しない変更が行われ、機密データが漏洩する可能性があります。ディープ コピーにより、クローンされた配列やオブジェクトの変更が元のデータセットに漏洩しないことが保証され、データの整合性が保護され、金融ソフトウェアや医療ソフトウェアなどの機密性の高いシステムでの重大なエラーが回避されます。パフォーマンス要素を考慮し、オブジェクト参照を正しく処理することにより、配列のクローン作成は現代の Web 開発にとって不可欠なテーマになります。

JavaScript 配列の複製に関するよくある質問

  1. 深いコピーと浅いコピーの違いは何ですか?
  2. 次のような浅いコピー [...array]、配列の最上位構造をコピーするだけです。元の配列と複製された配列は引き続きオブジェクト参照を共有します。を使用することで JSON.parse(JSON.stringify(array)) または _.cloneDeep、ディープ コピーは、ネストされた項目を含むすべてのレベルをコピーします。
  3. クローン化された配列を編集すると、元の配列が変更される場合があるのはなぜですか?
  4. 浅いコピーを使用してクローンを作成した配列内のオブジェクトは、依然として元の配列と同じメモリ アドレスに関連付けられています。その結果、クローン配列のオブジェクトの属性を変更すると、元の配列も変更されます。
  5. JavaScript でディープ コピーを使用する必要があるのはどのような場合ですか?
  6. 複雑な構造やネストされたオブジェクトを含む配列やオブジェクトを操作する場合は、参照ベースの変更を防ぐためにディープ コピー方法を使用する必要があります。
  7. Lodash は JavaScript での配列の複製にどのように役立ちますか?
  8. _.cloneDeep Lodash が提供するこのメソッドは、配列とオブジェクトのディープ クローン作成を目的としており、コピーが元のデータへの参照を共有しないことを保証します。
  9. アレイのディープ クローンを作成する際のパフォーマンスの考慮事項は何ですか?
  10. ディープ クローン作成は、特に大きなデータセットや複雑にネストされた構造を扱う場合、メモリを大量に消費し、時間がかかる可能性があります。ディープコピーは、絶対に必要な場合にのみ使用してください。それ以外の場合は、アプリケーションの特定のニーズを考慮して他のオプションを検討する必要があります。

JavaScript での配列のクローン作成に関する最終的な考え方

JavaScript 配列のクローン作成には、浅いコピーと深いコピーについてしっかりと理解する必要があります。スプレッド演算子を使用した浅いコピーの使用は効果的ですが、配列内のオブジェクトへの参照を単独でコピーすると、望ましくない変更が発生する可能性があります。

元のデータの整合性を維持する必要があるシナリオにおける理想的なソリューションは、次のような手法を使用したディープ コピーです。 JSON 解析またはユーティリティライブラリのような ロダッシュ。どちらのアプローチも、コピーされた配列に加えられた変更が元の配列に影響を与えないことが保証されるため、複雑なデータ構造を管理するために必要です。

参考文献と詳細情報
  1. JavaScript でのオブジェクトのディープ クローン作成に関するこの記事では、ネストされたデータ構造を処理するための概念とさまざまなアプローチについて説明します。このトピックについて詳しくは、こちらをご覧ください。 MDN Web ドキュメント - Object.assign()
  2. Lodash を使用した配列とオブジェクトのクローン作成をより深く理解するために、このリソースでは次のような重要な機能について説明しています。 _.cloneDeep: Lodash ドキュメント
  3. JSON シリアル化を使用した JavaScript クローン作成テクニックに関するもう 1 つの優れたガイドは、StackOverflow にあります。 StackOverflow - JavaScript での効率的なクローン作成