Clonagem de array JavaScript: evitando modificações intencionais no array de origem

Compreendendo a clonagem e mutação de array JavaScript

A clonagem de arrays é uma atividade popular em JavaScript que permite fazer alterações em uma duplicata do array original sem afetar os dados originais. No entanto, técnicas simples de clonagem podem não funcionar conforme o esperado devido à forma como os objetos JavaScript operam. Os desenvolvedores frequentemente encontram cenários em que as modificações feitas no array copiado também afetam o array original.

Esse problema ocorre principalmente quando os itens estão contidos em uma matriz, o que costuma acontecer em estruturas de dados mais complexas. A sintaxe de propagação simples apenas replica ponteiros para os objetos, não a cópia profunda real do array, o que resulta em alterações indesejadas tanto no array original quanto no array clonado.

Para ilustrar essa questão, passaremos por um exemplo bem simples neste artigo. Usaremos o operador spread para clonar um array que contém os nomes das equipes. A seguir, tentaremos fazer alterações no array copiado e ver se o array original também foi alterado.

Ao compreender o mecanismo por trás disso e investigar possíveis soluções, aprimoraremos nosso conhecimento sobre métodos de clonagem de array JavaScript. Em aplicações maiores, isso é essencial para evitar erros ao trabalhar com dados mutáveis.

Compreendendo problemas de clonagem e mutação de array JavaScript

Este exemplo de JavaScript demonstra a questão de como a clonagem de array pode resultar em alterações imprevistas no array original. Cópias superficiais são criadas ao clonar um array com o operador spread. Isso indica que mesmo quando o array é copiado, todos os objetos contidos nele continuam a referir-se aos mesmos locais de memória. Em relação aos nomes das equipes, ambos os arrays apontam para itens idênticos, mesmo que o array b é um clone da matriz um. Conseqüentemente, quaisquer modificações feitas no nome da equipe em um array também afetarão o outro.

Como o JavaScript trata as coisas por referência e não por valor, esse comportamento ocorre. Os objetos dentro do array não são duplicados quando uma nova estrutura de array é criada com o comando [...um]. Assim, o mesmo objeto é alterado em ambas as matrizes quando a função equipe_de_mudança é invocado para alterar o nome da equipe. Isso explica por que, embora apenas um array devesse ser alterado, ambos os arrays mostram a mudança. Ao usar matrizes de objetos JavaScript, esse é um problema frequente.

Ilustramos duas soluções alternativas para esse problema: clonagem profunda e utilização de biblioteca. O JSON.parse(JSON.stringify(a)) A função transforma o array em uma string e vice-versa para fornecer uma cópia profunda. Este método é fácil de usar e eficiente para produzir um novo conjunto de itens que não têm nenhuma relação com o array original. A matriz original permanecerá inalterada após quaisquer alterações feitas na matriz copiada. No entanto, existem desvantagens neste método, especialmente quando se trata de estruturas de dados mais complexas, como funções ou valores indefinidos.

Uma maneira mais confiável aproveita as vantagens do Lodash _.cloneDeep técnica. Uma das muitas técnicas fornecidas pela conhecida biblioteca de utilitários JavaScript Lodash é a clonagem profunda de objetos e arrays. Essa técnica garante que os objetos aninhados sejam clonados corretamente e seja eficiente e confiável. Ele lida com estruturas de dados mais complicadas com facilidade, evitando os problemas associados à serialização JSON. Essas duas técnicas de clonagem profunda são muito úteis em projetos maiores onde a consistência dos dados é importante porque evitam efeitos colaterais imprevistos em aplicativos que dependem da manipulação de matrizes ou objetos.

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
}

Otimizando clonagem de array em JavaScript para desempenho e segurança

A capacidade de gerenciar efetivamente a memória e o desempenho é um componente crucial da clonagem de array JavaScript, especialmente em aplicativos de grande escala. As técnicas de clonagem usadas ao trabalhar com arrays grandes podem ter um impacto significativo na utilização e na velocidade da memória. Ao trabalhar com estruturas aninhadas complicadas, o método de cópia superficial, que usa o operador spread [...variedade], não é tão eficaz e é mais lento para matrizes menores. Técnicas de cópia profunda como JSON.parse(JSON.stringify(array)) ou usando bibliotecas como a do Lodash _.cloneDeep pode causar atraso na execução de grandes conjuntos de dados devido ao maior consumo de memória.

Para gerenciar o desempenho com mais habilidade, você deve avaliar quais situações exigem cópias profundas ou superficiais. Por exemplo, uma cópia superficial servirá se os únicos dados primitivos que seu aplicativo atualizar forem matrizes básicas de números ou strings. No entanto, para evitar efeitos colaterais baseados em referência, é necessário um clone profundo para matrizes que contenham objetos ou matrizes de matrizes. As técnicas de clonagem profunda garantem a integridade dos dados, embora possam reduzir o desempenho, especialmente ao trabalhar com grandes conjuntos de dados em lógica do lado do servidor ou modelos de dados hierárquicos em aplicativos em tempo real, como estados React.

Além disso, a chave para otimizar a segurança é evitar mutações não intencionais. Quando cópias superficiais são usadas indevidamente, elas podem permitir modificações não intencionais por meio de referências a objetos, o que pode expor dados confidenciais. A cópia profunda garante que as alterações em matrizes ou objetos clonados não vazem para os conjuntos de dados originais, protegendo a integridade dos dados e evitando erros cruciais em sistemas confidenciais, como software financeiro ou médico. A consideração dos fatores de desempenho e o tratamento correto das referências de objetos tornam a clonagem de array um assunto essencial para o desenvolvimento web contemporâneo.