JavaScript-arraykloning: Förhindrar avsiktliga ändringar av källarrayen

Förstå JavaScript-arraykloning och -mutation

Kloning av arrayer är en populär aktivitet i JavaScript som låter dig göra ändringar i en dubblett av den ursprungliga arrayen utan att påverka originaldata. Men enkla kloningstekniker kanske inte fungerar som avsett på grund av hur JavaScript-objekt fungerar. Utvecklare stöter ofta på scenarier där ändringar som görs i den kopierade arrayen också påverkar den ursprungliga arrayen.

Detta problem uppstår oftast när objekt finns i en array, vilket ofta är fallet i mer invecklade datastrukturer. Enkel spridd syntax replikerar bara pekare till objekten, inte själva djupkopian av arrayen, vilket resulterar i oönskade ändringar av både den ursprungliga och den klonade arrayen.

För att illustrera denna fråga kommer vi att gå igenom ett mycket enkelt exempel i den här artikeln. Vi kommer att använda spridningsoperatorn för att klona en array som innehåller namnen på teamen. Därefter kommer vi att försöka göra ändringar i den kopierade arrayen och se om den ursprungliga arrayen också ändras.

Genom att förstå mekanismen bakom detta och undersöka möjliga lösningar kommer vi att förbättra vår kunskap om metoder för kloning av JavaScript-arrayer. I större applikationer är detta viktigt för att förhindra fel när man arbetar med föränderlig data.

Förstå problem med JavaScript-arraykloning och -mutations

Det här JavaScript-exemplet visar frågan om hur arraykloning kan resultera i oförutsedda ändringar av den ursprungliga arrayen. Grunda kopior skapas när en array klonas med spridningsoperatorn. Detta indikerar att även när arrayen kopieras fortsätter alla objekt som finns i den att referera till samma minnesplatser. När det gäller lagnamnen pekar båda arrayerna på identiska objekt även om array b är en klon av array a. Följaktligen kommer alla ändringar som görs av teamnamnet i en array också att påverka den andra.

Eftersom JavaScript hanterar saker genom referens snarare än genom värde, sker detta beteende. Objekten i arrayen dupliceras inte när en ny arraystruktur skapas med kommandot [...a]. Således ändras samma objekt i båda arrayerna när funktionen change_team anropas för att ändra lagets namn. Detta förklarar varför, även om endast en array var avsedd att ändras, visar båda arrayerna förändringen. När du använder JavaScript-matriser av objekt är detta ett vanligt problem.

Vi illustrerade två lösningar för det här problemet: djupkloning och biblioteksanvändning. De JSON.parse(JSON.stringify(a)) funktionen förvandlar arrayen till en sträng och tillbaka igen för att ge en djup kopia. Den här metoden är enkel att använda och effektiv för att producera en ny uppsättning artiklar som är helt orelaterade till den ursprungliga arrayen. Den ursprungliga arrayen kommer att förbli oförändrad efter alla ändringar som görs i den kopierade arrayen. Det finns dock nackdelar med denna metod, särskilt när man hanterar mer intrikata datastrukturer som funktioner eller odefinierade värden.

Ett mer pålitligt sätt drar fördel av Lodashs _.cloneDeep teknik. En av många tekniker som tillhandahålls av det välkända JavaScript-verktygsbiblioteket Lodash är djupkloning av objekt och arrayer. Denna teknik säkerställer att kapslade objekt klonas korrekt och är både effektiv och pålitlig. Den hanterar mer komplicerade datastrukturer med lätthet, och undviker problemen i samband med JSON-serialisering. Dessa två tekniker för djupkloning är mycket användbara i större projekt där datakonsistens är viktig eftersom de undviker oförutsedda bieffekter i applikationer som är beroende av array- eller objektmanipulation.

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
}

Optimera Array Cloning i JavaScript för prestanda och säkerhet

Förmågan att effektivt hantera minne och prestanda är en avgörande komponent i JavaScript-arraykloning, särskilt i storskaliga applikationer. De kloningstekniker du använder när du arbetar med stora arrayer kan ha en betydande inverkan på minnesanvändning och hastighet. När man arbetar med komplicerade, kapslade strukturer, den ytliga kopieringsmetoden, som använder spridningsoperatorn [...array], är inte lika effektiv och är långsammare för mindre arrayer. Djupa kopieringstekniker som JSON.parse(JSON.stringify(array)) eller använda bibliotek som Lodashs _.cloneDeep kan göra att exekvering släpar för stora datamängder på grund av deras högre minnesförbrukning.

För att kunna hantera prestanda mer skickligt måste du bedöma vilka situationer som kräver djupa respektive grunda kopior. Till exempel kommer en ytlig kopia att fungera om den enda primitiva data som din applikation uppdaterar är grundläggande arrayer av siffror eller strängar. Men för att förhindra referensbaserade biverkningar är en djup klon nödvändig för arrayer som innehåller objekt eller arrayer av arrayer. Djupkloningstekniker garanterar dataintegritet även om de kan minska prestandan, särskilt när man arbetar med enorma datauppsättningar i logik på serversidan eller hierarkiska datamodeller i realtidsappar som React-tillstånd.

Dessutom är nyckeln till att optimera säkerheten att undvika oavsiktliga mutationer. När grunda kopior används felaktigt kan de tillåta oavsiktliga ändringar genom objektreferenser, vilket kan avslöja känslig data. Djupkopiering säkerställer att ändringar i klonade arrayer eller objekt inte läcker in i originaldatauppsättningar, vilket skyddar dataintegriteten och förhindrar avgörande fel i känsliga system som finansiell eller medicinsk programvara. Att beakta prestandafaktorer och hantera objektreferenser korrekt gör arraykloning till ett viktigt ämne för modern webbutveckling.