如何在 JavaScript 中进行深度克隆？

在 JavaScript 中进行深度克隆（deep clone）是指创建一个对象的完整副本，并且副本中所有的嵌套对象也被复制，而不是只是引用原始对象中的嵌套对象。深度克隆与浅克隆的主要区别在于，浅克隆只复制对象的引用，而深度克隆会递归复制对象中所有层级的数据。

为什么需要深度克隆？

在一些复杂的应用中，尤其是涉及到不可变数据结构时，我们需要对对象进行修改而不影响原始对象。比如在 React 中的状态管理，Vue 中的数据绑定，或者 Redux 中的状态更新。

常见的深度克隆方法

方法 1：使用 JSON 方法

最常见的实现深度克隆的方式是通过 JSON.parse() 和 JSON.stringify() 来实现。这种方法非常简便，但它有一些限制和潜在的缺陷：

const originalObj = {name: 'Alice',address: {city: 'Wonderland',postalCode: '12345'}
};const clonedObj = JSON.parse(JSON.stringify(originalObj));console.log(clonedObj); // { name: 'Alice', address: { city: 'Wonderland', postalCode: '12345' } }

优点：

简单易懂，代码很简洁。

缺点：

无法克隆函数、undefined、Symbol、Date 等类型。
会丢失对象中的循环引用，无法处理循环结构。
对象中的 prototype 链、getter/setter 等特殊属性会被忽略。

方法 2：手动递归克隆

对于需要处理更复杂结构的对象，可以实现一个递归的深度克隆函数：

function deepClone(obj) {if (obj === null || typeof obj !== 'object') {return obj; // 如果是原始类型，直接返回}// 处理特殊情况：Date 和 RegExp 等类型if (obj instanceof Date) {return new Date(obj); // 克隆 Date 对象}if (obj instanceof RegExp) {return new RegExp(obj); // 克隆 RegExp 对象}// 处理数组和对象const clonedObj = Array.isArray(obj) ? [] : {};for (const key in obj) {if (obj.hasOwnProperty(key)) {clonedObj[key] = deepClone(obj[key]); // 递归克隆每个属性}}return clonedObj;
}const originalObj = {name: 'Bob',age: 30,dateOfBirth: new Date('1994-12-25'),address: {city: 'New York',zip: '10001'},hobbies: ['reading', 'coding'],greet: function() { console.log('Hello'); }
};const clonedObj = deepClone(originalObj);console.log(clonedObj);
console.log(clonedObj.dateOfBirth instanceof Date); // true
console.log(clonedObj.hobbies === originalObj.hobbies); // false

优点：

支持多种数据类型（包括 Date 和 RegExp）。
能够处理循环引用（需要额外的处理）。
可以根据需要定制。

缺点：

需要手动处理不同类型的对象，代码复杂。
如果对象中有循环引用，可能会导致栈溢出。

方法 3：使用 `StructuredClone` (现代浏览器支持)

StructuredClone 是一种浏览器原生支持的方法，能够克隆对象及其内部结构，包括 Date、Map、Set、ArrayBuffer 等。但它仍然不支持函数或某些特殊对象（如 RegExp）。

const originalObj = {name: 'Charlie',birthdate: new Date('1992-05-15'),hobbies: ['running', 'painting'],meta: new Map([['key', 'value']])
};const clonedObj = structuredClone(originalObj);console.log(clonedObj);
console.log(clonedObj.birthdate instanceof Date); // true
console.log(clonedObj.meta instanceof Map); // true
console.log(clonedObj.hobbies === originalObj.hobbies); // false

优点：

现代浏览器内建支持，代码简洁。
支持更多的数据类型（如 Map、Set、ArrayBuffer、Date 等）。

缺点：

并非所有 JavaScript 环境都支持 structuredClone，例如在一些老版本的浏览器或 Node.js 中不支持。

方法 4：使用第三方库

第三方库通常提供了非常强大且可靠的深度克隆功能，例如 Lodash 的 cloneDeep 方法。它可以处理大多数复杂情况，包括循环引用。

// 使用 lodash
import cloneDeep from 'lodash/cloneDeep';const originalObj = {name: 'David',hobbies: ['sports', 'music'],meta: new Map([['key', 'value']])
};const clonedObj = cloneDeep(originalObj);console.log(clonedObj);
console.log(clonedObj.hobbies === originalObj.hobbies); // false

优点：

处理复杂数据结构（包括循环引用、Map、Set 等）。
经过广泛测试，稳定可靠。

缺点：

需要引入第三方库，增加项目依赖。

实际项目中的应用

假设你在开发一个应用，并且需要对某个对象的状态进行深度克隆，例如在 Redux 或 Vuex 中管理状态：

// 假设这是你的状态对象
const state = {user: {name: 'Alice',preferences: {theme: 'dark',language: 'en',},},isAuthenticated: true,
};// 使用深度克隆来避免直接修改原始状态
const newState = deepClone(state);// 修改新的 state，不会影响原始 state
newState.user.preferences.theme = 'light';console.log(state.user.preferences.theme); // 'dark'
console.log(newState.user.preferences.theme); // 'light'