Клонування масиву JavaScript: запобігання навмисним модифікаціям вихідного масиву

Розуміння клонування та мутації масиву JavaScript

Клонування масивів — це популярна діяльність у JavaScript, яка дозволяє вносити зміни в дублікат вихідного масиву, не впливаючи на вихідні дані. Однак прості методи клонування можуть не працювати належним чином через спосіб роботи об’єктів JavaScript. Розробники часто стикаються зі сценаріями, коли зміни, внесені до скопійованого масиву, також впливають на вихідний масив.

Ця проблема здебільшого виникає, коли елементи містяться в масиві, що часто буває у більш складних структурах даних. Простий синтаксис розповсюдження просто копіює вказівники на об’єкти, а не фактичну глибоку копію масиву, що призводить до небажаних змін як в оригінальному, так і в клонованому масиві.

Щоб проілюструвати цю проблему, ми розглянемо дуже простий приклад у цій статті. Ми використаємо оператор spread, щоб клонувати масив, який містить назви команд. Далі ми спробуємо внести зміни в скопійований масив і перевіримо, чи оригінальний масив також змінився.

Розуміючи механізм, що стоїть за цим, і досліджуючи можливі способи вирішення, ми розширимо наші знання про методи клонування масивів JavaScript. У великих програмах це важливо для запобігання помилок під час роботи зі змінними даними.

Розуміння проблем клонування та мутації масиву JavaScript

Цей приклад JavaScript демонструє проблему того, як клонування масиву може призвести до неочікуваних змін вихідного масиву. Неглибокі копії створюються під час клонування масиву за допомогою оператора spread. Це означає, що навіть коли масив скопійовано, усі об’єкти, що містяться в ньому, продовжують посилатися на ті самі місця пам’яті. Що стосується назв команд, обидва масиви вказують на ідентичні елементи, навіть якщо масив b є клоном масиву a. Отже, будь-які зміни, внесені до назви команди в одному масиві, також вплинуть на інший.

Оскільки JavaScript обробляє речі за посиланням, а не за значенням, така поведінка має місце. Об’єкти в масиві не дублюються, коли за допомогою команди створюється нова структура масиву [...a]. Таким чином, той самий об'єкт змінюється в обох масивах під час виконання функції змінити команду викликається для зміни назви команди. Це пояснює, чому, хоча лише один масив мав бути змінений, обидва масиви показують зміни. При використанні масивів об’єктів JavaScript це часта проблема.

Ми проілюстрували два способи вирішення цієї проблеми: глибоке клонування та використання бібліотеки. The JSON.parse(JSON.stringify(a)) функція перетворює масив на рядок і назад, щоб забезпечити глибоку копію. Цей метод простий у використанні та ефективний для створення нового набору елементів, які абсолютно не пов’язані з вихідним масивом. Вихідний масив залишиться незмінним після будь-яких змін, внесених у скопійований масив. Однак у цього методу є недоліки, особливо при роботі зі складнішими структурами даних, такими як функції або невизначені значення.

Більш надійний спосіб використовує перевагу Лодаша _.cloneDeep техніка. Однією з багатьох технік, які надає відома бібліотека утиліт JavaScript Lodash, є глибоке клонування об’єктів і масивів. Ця техніка гарантує правильне клонування вкладених об’єктів, ефективність і надійність. Він з легкістю обробляє складніші структури даних, уникаючи проблем, пов’язаних із серіалізацією JSON. Ці дві методики глибокого клонування дуже корисні у великих проектах, де узгодженість даних важлива, оскільки вони дозволяють уникнути непередбачуваних побічних ефектів у програмах, які залежать від маніпулювання масивом або об’єктом.

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
}

Оптимізація клонування масиву в JavaScript для продуктивності та безпеки

Здатність ефективно керувати пам’яттю та продуктивністю є ключовим компонентом клонування масиву JavaScript, особливо у великих програмах. Методи клонування, які ви використовуєте під час роботи з великими масивами, можуть мати значний вплив на використання пам’яті та швидкість. При роботі зі складними вкладеними структурами використовується метод неглибокого копіювання, який використовує оператор поширення [...масив], не настільки ефективний і повільніший для менших масивів. Методи глибокого копіювання, як JSON.parse(JSON.stringify(масив)) або використання бібліотек, таких як Lodash _.cloneDeep може призвести до затримки виконання для величезних наборів даних через високе споживання пам’яті.

Щоб більш вміло керувати продуктивністю, ви повинні оцінити, які ситуації вимагають глибоких і дрібних копій. Наприклад, неглибока копія підійде, якщо єдиними примітивними даними, які оновлює ваша програма, є базові масиви чисел або рядків. Однак, щоб запобігти побічним ефектам на основі посилань, глибоке клонування необхідне для масивів, які містять об’єкти або масиви масивів. Методи глибокого клонування гарантують цілісність даних, навіть якщо вони можуть знизити продуктивність, особливо під час роботи з величезними наборами даних у серверній логіці або ієрархічними моделями даних у програмах реального часу, таких як стани React.

Крім того, ключем до оптимізації безпеки є уникнення ненавмисних мутацій. Якщо дрібні копії використовуються неналежним чином, вони можуть дозволити ненавмисні модифікації через посилання на об’єкти, які можуть розкрити конфіденційні дані. Глибоке копіювання гарантує, що зміни в клонованих масивах або об’єктах не потраплять у оригінальні набори даних, захищаючи цілісність даних і запобігаючи критичним помилкам у чутливих системах, таких як фінансове або медичне програмне забезпечення. Врахування факторів продуктивності та правильна обробка посилань на об’єкти роблять клонування масивів важливою темою для сучасної веб-розробки.