JavaScript 数组克隆:防止对源数组的有意修改

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JavaScript 数组克隆:防止对源数组的有意修改
JavaScript 数组克隆:防止对源数组的有意修改

了解 JavaScript 数组克隆和变异

克隆数组是 JavaScript 中的一项流行活动,它允许您对原始数组的副本进行更改,而不影响原始数据。然而,由于 JavaScript 对象的操作方式,简单的克隆技术可能无法按预期运行。开发人员经常遇到这样的情况:对复制的数组所做的修改也会影响原始数组。

当项目包含在数组中时,通常会出现此问题,这在更复杂的数据结构中经常出现。简单的扩展语法仅复制指向对象的指针,而不是数组的实际深层副本,这会导致原始数组和克隆数组发生不必要的更改。

为了说明这个问题,我们将在本文中通过一个非常简单的例子。我们将使用扩展运算符来克隆包含团队名称的数组。接下来,我们将尝试对复制的数组进行更改,并查看原始数组是否也发生了更改。

通过理解其背后的机制并研究可能的补救措施,我们将增强对 JavaScript 数组克隆方法的了解。在较大的应用程序中,这对于防止处理可变数据时出现错误至关重要。

命令 使用示例
[...array] 扩展运算符(即这种语法)用于制作数组的浅表副本。在本文中,它用于克隆原始数组,但由于它仅进行浅表复制,因此数组内的对象继续指向相同的引用。
JSON.parse(JSON.stringify(array)) 通过这种组合实现了阵列的深度克隆。它本质上是通过将数组转换为 JSON 字符串并将其解析回对象来创建数组的新副本,该副本不与原始数组共享对象引用。
_.cloneDeep(array) 这个 Lodash 库方法是专门为深度克隆数组或对象而创建的。通过保证嵌套对象也被复制,可以避免共享引用。
for(n=0; n<a.length; n++) 这个经典的 for 循环使用一个名为 n 的计数器变量来运行数组。从数组中打印每个团队的名称,显示更改前后的结果。
require('lodash') 在 Node.js 环境中,此命令导入 Lodash 库。它使其实用函数易于访问,包括 _.cloneDeep,这对于深度克隆数组至关重要。
console.log() 此功能将数据输出到控制台,可用于显示值或用于故障排除。在本例中应用它来比较初始克隆阵列和修改后的克隆阵列的结果。
function change_team(d, club) 数组 d 和球队名称 Club 是该方法接受的两个参数。之后,它用第二支球队的新名称更新数组并返回它。它说明了浅复制的工作原理以及对一个数组的修改如何影响另一个数组。
return 更改后的数组由change_team 函数使用return 语句返回。在函数内部发生突变后返回修改后的结构取决于此。

了解 JavaScript 数组克隆和变异问题

此 JavaScript 示例演示了数组克隆如何导致原始数组发生意外更改的问题。使用扩展运算符克隆数组时会创建浅拷贝。这表明即使复制数组,其中包含的所有对象仍继续引用相同的内存位置。关于团队名称,两个数组都指向相同的项目,即使数组 是数组的克隆 一个。因此,对一个数组中的团队名称进行的任何修改也会影响另一个数组。

因为 JavaScript 通过引用而不是值来处理事物,所以会发生这种行为。使用以下命令创建新的数组结构时,数组中的对象不会重复 [...一个]。因此,当函数调用时,两个数组中的同一个对象都会被更改 变更团队 被调用来更改团队名称。这解释了为什么即使只有一个数组需要更改,两个数组都会显示更改。当使用 JavaScript 对象数组时,这是一个常见的问题。

我们说明了此问题的两种解决方法:深度克隆和库利用。这 JSON.parse(JSON.stringify(a)) 函数将数组转换为字符串,然后再转换回来以提供深层复制。此方法易于使用且高效,可以生成与原始数组完全无关的新项目集。对复制的数组进行任何更改后,原始数组将保持不变。然而,这种方法也有缺点,特别是在处理更复杂的数据结构(如函数或未定义的值)时。

一种更可靠的方式利用了 Lodash 的优势 _.cloneDeep 技术。著名的 JavaScript 实用程序库 Lodash 提供的众多技术之一是对象和数组的深度克隆。此技术可确保正确克隆嵌套对象,并且高效且可靠。它可以轻松处理更复杂的数据结构,避免与 JSON 序列化相关的问题。这两种深度克隆技术对于数据一致性很重要的大型项目非常有帮助,因为它们可以避免依赖数组或对象操作的应用程序中出现意外的副作用。

在 JavaScript 中克隆和更改数组

此示例展示了一个专注于数组编辑和克隆方法的 JavaScript 前端解决方案。

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
}

JavaScript 中的深度克隆数组以防止突变

此示例演示如何利用深层复制对克隆数组进行更改而不影响原始数组。

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
}

在 JavaScript 中使用 Lodash 克隆数组

为了防止基于引用的修改,此示例使用著名的实用程序包 Lodash 深度克隆数组。

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
}

优化 JavaScript 中的数组克隆以提高性能和安全性

有效管理内存和性能的能力是 JavaScript 数组克隆的重要组成部分,特别是在大型应用程序中。处理大型数组时使用的克隆技术会对内存利用率和速度产生重大影响。当处理复杂的嵌套结构时,使用扩展运算符的浅复制方法 [...大批],对于较小的阵列来说效果较差并且速度较慢。深度复制技术如 JSON.parse(JSON.stringify(数组)) 或者使用像 Lodash 这样的库 _.cloneDeep 由于内存消耗较高,可能会导致大型数据集的执行滞后。

为了更熟练地管理性能,您必须评估哪些情况需要深拷贝和浅拷贝。例如,如果应用程序更新的唯一原始数据是数字或字符串的基本数组,则浅复制即可。但是,为了防止基于引用的副作用,对于包含对象或数组数组的数组,需要深度克隆。深度克隆技术可以保证数据完整性,尽管它们可能会降低性能,特别是在处理服务器端逻辑中的巨大数据集或实时应用程序(如 React 状态)中的分层数据模型时。

此外,安全性优化的关键是避免无意的突变。当浅拷贝使用不当时,它们可能会允许通过对象引用进行意外修改,从而暴露敏感数据。深度复制可确保克隆数组或对象中的更改不会泄漏到原始数据集中,从而保护数据完整性并避免金融或医疗软件等敏感系统中的关键错误。考虑性能因素并正确处理对象引用使数组克隆成为当代 Web 开发的重要主题。

有关 JavaScript 数组克隆的常见问题

  1. 深拷贝和浅拷贝有什么区别?
  2. 浅拷贝,例如 [...array],只是复制数组的顶层结构;原始数组和克隆数组继续共享对象引用。通过使用 JSON.parse(JSON.stringify(array)) 或者 _.cloneDeep,深层复制会复制每个级别,包括嵌套的项目。
  3. 为什么编辑已克隆的数组有时会改变原始数组?
  4. 使用浅拷贝克隆的数组中的对象仍然与原始数组相同的内存地址相关。因此,更改克隆数组对象中的属性也会修改原始数组。
  5. 什么时候应该在 JavaScript 中使用深拷贝?
  6. 当处理包含复杂结构或嵌套对象的数组或对象时,应使用深度复制方法来防止基于引用的修改。
  7. Lodash 如何帮助 JavaScript 中的数组克隆?
  8. _.cloneDeep Lodash 提供的方法旨在深度克隆数组和对象,保证副本不会共享对原始数据的任何引用。
  9. 深克隆阵列时的性能考虑因素有哪些?
  10. 深度克隆可能会占用大量内存且速度缓慢,尤其是在处理大型数据集或复杂的嵌套结构时。仅当绝对必要时才应使用深拷贝;否则,您应该根据应用程序的特定需求考虑其他选项。

关于 JavaScript 中数组克隆的最终想法

JavaScript 数组克隆需要对浅复制和深复制有深入的了解。尽管将浅拷贝与展开运算符一起使用是有效的,但单独复制对数组内对象的引用可能会导致不必要的修改。

在需要维护原始数据完整性的情况下,理想的解决方案是使用以下技术进行深度复制 JSON 解析或实用程序库,例如 洛达什。这两种方法对于管理复杂的数据结构都是必要的,因为它们保证对复制数组所做的更改不会影响原始数组。

参考文献和进一步阅读
  1. 这篇关于 JavaScript 中深度克隆对象的文章解释了处理嵌套数据结构的概念和不同方法。您可以在此处了解有关该主题的更多信息: MDN 网络文档 - Object.assign()
  2. 为了更深入地了解使用 Lodash 克隆数组和对象,此资源涵盖了基本功能,例如 _.cloneDeep: Lodash 文档
  3. 可以在 StackOverflow 上找到关于使用 JSON 序列化的 JavaScript 克隆技术的另一个很棒的指南: StackOverflow - JavaScript 中的高效克隆