上个月排查一个数据同步任务时,我发现线上某个对象的 createdAt 字段莫名其妙从时间对象变成了一串字符串,旁边的正则表达式直接变成了 {}。查了半天,组里的同事一脸无辜:“我用 JSON.parse(JSON.stringify(obj)) 做的深拷贝啊,这么写不是天经地义吗?”我当场就告诉他:从今天起,这个写法在我们项目里正式下岗了。
深拷贝这个需求太常见了,常见到很多人习惯性就用 JSON.stringify 来“偷懒”。但它是序列化工具,不是深拷贝工具,两者在语义上根本不是一回事。这篇文章不打算单纯批判 JSON.stringify,而是给出一套可以真正落地到业务里的深拷贝方案:从手写递归讲起,到处理各种特殊类型,再到循环引用、WeakMap 缓存,最后聊聊 ES6 时代之后出现的原生 structuredClone。你可以根据自己的项目环境选方案,而不是背一段代码就完事。
这篇文章适合三类人:被“深拷贝”面试题整懵的求职者、被线上数据怪相坑过的开发,以及想彻底搞明白“深拷贝到底在拷贝什么”的进阶者。后面写的都是我在真实项目里踩过的坑和验证过的方案,大家可以按需取用。
1. 深拷贝到底解决什么问题,JSON.stringify又错在哪里
1.1 先从引用赋值与浅拷贝说起
JavaScript 里对象是引用类型,这意味着把一个对象赋值给另一个变量时,其实只是复制了一个引用,两个变量指向同一块内存。很多人一开始都栽在过这里:
javascript复制const origin = { name: 'Tom', info: { age: 18 } };
const copied = origin;
copied.info.age = 20;
console.log(origin.info.age); // 20
我只是想复制一份对象,结果改 copied 的时候把 origin 也改了。这就是引用赋值的问题:它根本没复制数据,只是多了一个指向同一数据的“遥控器”。
浅拷贝(比如 Object.assign 或者展开运算符)比引用赋值前进了一步,它能把第一层属性复制出来,但第二层及更深层的嵌套对象仍然是共享引用:
javascript复制const shallow = { ...origin };
shallow.info.age = 20;
console.log(origin.info.age); // 20,还是被改了
到这里,核心需求就出来了:我们需要一个深拷贝函数,它要递归地复制对象里的每一层,直到最底层的原始值,而且任意一层都不能互相影响。生活里有个很贴切的类比:浅拷贝是拿了一张通讯录封面,深拷贝是把整本通讯录从头到尾复印一遍,复印稿上怎么涂改都不影响原件。
1.2 JSON.stringify的真实崩溃现场
JSON.parse(JSON.stringify(obj)) 之所以流行,是因为它看起来就像一个优雅的深拷贝:先把对象转成字符串,再把这个字符串解析成一个全新的对象。但问题恰恰出在这个“中间表示”上,JSON 是文本格式,它天生无法表达 JavaScript 对象里的很多类型。
我整理了一份在我实际测试中稳定复现的对照表:
| 原始数据 | JSON.parse(JSON.stringify(data)) 的结果 | 原因 |
|---|---|---|
undefined、函数、Symbol 作为对象属性值 |
属性被直接丢弃 | JSON 没有对应类型 |
undefined、函数、Symbol 出现在数组里 |
变成 null |
JSON 数组不允许空位 |
NaN、Infinity |
变成 null |
JSON 数字无法表示这些值 |
Date 对象 |
变成 ISO 字符串 | Date 被序列化成字符串,无法还原成时间对象 |
RegExp 对象 |
变成 {} |
正则没有 JSON 表示 |
Map / Set |
变成 {} |
迭代器在 JSON 中没有统一表达方式 |
BigInt |
直接抛 Uncaught TypeError |
JSON.stringify 不支持 BigInt |
| 循环引用 | 直接抛 Uncaught TypeError |
无法序列化循环结构 |
| 自定义 class 实例 | 丢失原型,变成纯对象 | JSON 只拷贝自身可枚举属性 |
Error 对象 |
变成 {} |
错误对象的属性不可枚举 |
举一个更容易理解的例子。假设后端接口返回了一个对象,里面有 Date、RegExp、Map,还有一些 undefined 字段:
javascript复制const data = {
id: 1,
createdAt: new Date('2024-05-01T08:00:00Z'),
pattern: /ab+c/gi,
tags: new Map([['level', 'high']]),
callback: function () { console.log('hello'); },
empty: undefined
};
const copied = JSON.parse(JSON.stringify(data));
console.log(copied);
// {
// id: 1,
// createdAt: '2024-05-01T08:00:00.000Z',
// pattern: {},
// tags: {},
// }
// callback 和 empty 直接消失
看起来只是“丢了一些字段”,但在真实业务里这一点都不好笑。用户信息里的 updatedAt 从时间对象变成字符串,前端组件可能直接调用 getTime() 然后报错;正则表达式变成 {},校验逻辑彻底失效;Map 变空,状态管理直接错乱。你根本来不及等待用户发现,线上告警就已经响了。
1.3 为什么“序列化”不能替代“克隆”
有人可能会说:“我的业务数据很简单,没有这些奇奇怪怪的类型,JSON 方案够用了。”我对这种说法持保留意见。项目的复杂度是会演进的,今天你只觉得对象里有数字和字符串,下个月就可能加入 Date 字段、Map 配置、Set 去重集合。到那时候,当初图省事埋下的坑会一次性爆发。
更本质的原因在于:JSON.stringify 是序列化工具,它的职责是把内存中的对象转换成可以传输或存储的文本格式;JSON.parse 是反序列化工具,它的职责是把文本恢复成对象。从语义上看,这套流程根本不关心“对象的内存结构如何保持”,它只关心“能否变成 JSON 文本,再变回来”。把这种工具当成深拷贝用,是把“能跑”当成了“正确”,属于典型的语义错位。
我在项目里遇到过最离谱的一次,是某个用户配置对象里有一个 undefined 字段,经过 JSON 深拷贝之后整个字段消失了。后续代码判断 if ('someField' in obj),结果走了完全错误的分支,导致数据提交失败。排查半天才发现是深拷贝的锅。从那以后我就定了一条规矩:生产代码里禁止用 JSON.parse(JSON.stringify(obj)) 做通用深拷贝。
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2. 第一版手写深拷贝:递归遍历的基本盘
2.1 从浅拷贝到深拷贝
抛弃 JSON 方案之后,最自然的思路就是手写递归。如果你去面试,让面试官现场写一个深拷贝,大部分人一开始都会写类似这样的版本:
javascript复制function deepClone(obj) {
if (typeof obj !== 'object' || obj === null) {
return obj;
}
const result = Array.isArray(obj) ? [] : {};
for (const key in obj) {
result[key] = deepClone(obj[key]);
}
return result;
}
逻辑很直白:遇到原始值直接返回,遇到对象就创建一个新的容器,然后遍历原对象的每一个属性,对每个属性值做递归拷贝。对于普通的嵌套对象和数组,这个版本是能工作的:
javascript复制const original = { a: 1, b: { c: [1, 2, 3], d: 'hello' } };
const cloned = deepClone(original);
cloned.b.c.push(4);
console.log(original.b.c); // [1, 2, 3],不受影响
我最初也是这么写的,当时觉得深拷贝不过如此。但很快,我就被现实教育了。
2.2 隐藏的无底洞:特殊对象、原型与循环引用
把这个第一版深拷贝拿到真实的业务数据上跑,问题一个接一个地蹦。
Date 对象被拷贝成了空对象。因为 for...in 遍历对象属性时,Date 的数值时间戳是内部插槽,不是可枚举属性,所以遍历不到任何东西,返回一个 {}。RegExp 也一样,内部 source 和 flags 不是普通属性,for...in 拿不到。Map 和 Set 的条目存在内部插槽里,遍历出来也是空对象。如果遇到循环引用,比如:
javascript复制const obj = {};
obj.self = obj;
deepClone(obj); // 栈溢出:Maximum call stack size exceeded
因为递归没有出口,会无限往下钻,直到把调用栈撑爆。
再看原型链的问题。这个版本用了字面量 {} 创建结果对象,它会带上 Object.prototype。但如果被克隆对象是一个自定义 class 的实例,比如:
javascript复制class User {
constructor(name) {
this.name = name;
}
greet() {
console.log(`hi, ${this.name}`);
}
}
const user = new User('Tom');
const cloned = deepClone(user);
console.log(cloned instanceof User); // false
原型链丢了。拷贝出来的对象只剩下一堆普通属性,任何挂在 prototype 上的方法都没了。这已经不能算“深拷贝”了,更像是“剥皮拷贝”。
2.3 深拷贝的核心是“按类型复制”,不是“按对象抄写”
经历了这一轮翻车之后,我意识到一个关键问题:深拷贝不能一刀切地用“遍历属性”来解决,它必须针对不同类型采用不同的复制策略。JavaScript 的对象世界远不止普通对象和数组,它还有 Date、RegExp、Map、Set、ArrayBuffer、TypedArray、DataView 等等。
真正的深拷贝应该理解为:你拿到一个值,先判断它是什么类型,然后根据类型选择对应的复制方式。原始值直接返回;普通对象和数组递归复制属性;Date 新建一个同时间戳的实例;RegExp 新建一个同正则文本和 flags 的实例;Map 递归复制键值对;Set 递归复制元素……
这是一套“按类型分发”的思路。从这一刻开始,我们的深拷贝实现就不再是“遍历对象的属性”,而是一个“类型工厂”:我负责造出和原始值等价的、内存独立的新值。
3. 类型识别与特殊对象的复制策略
3.1 typeof和constructor都不可靠,Object.prototype.toString才靠谱
要做到按类型分发,第一步是准确地识别类型。很多人第一反应是用 typeof,但它的能力非常有限:typeof null 是 'object',typeof [] 也是 'object',typeof new Date() 还是 'object'。它只能区分原始值和对象,没法在对象类型内部做进一步细分。
有人会改用 constructor,比如 obj.constructor === Date,但这个方案同样不靠谱。constructor 属性可以被改写,而且在跨 iframe 的场景下,不同全局对象里的构造函数并不相等,判断会失效。
我常用的方案是 Object.prototype.toString.call(obj)。它返回的字符串形如 '[object Type]',Type 就是具体的内置类型标签:
javascript复制Object.prototype.toString.call(null); // '[object Null]'
Object.prototype.toString.call([]); // '[object Array]'
Object.prototype.toString.call(new Date()); // '[object Date]'
Object.prototype.toString.call(/ab+c/gi); // '[object RegExp]'
Object.prototype.toString.call(new Map()); // '[object Map]'
Object.prototype.toString.call(new Set()); // '[object Set]'
取一下中间的类型名,就能得到准确的类型标识。唯一需要注意的是 Symbol.toStringTag 可以自定义对象标签,但这主要影响用户自定义类,对内置类型判断影响不大。
在实际代码里,我习惯先把对象类型取出来,再做一个 switch 分发:
javascript复制function getType(obj) {
return Object.prototype.toString.call(obj).slice(8, -1);
}
3.2 Date、RegExp、Map、Set、ArrayBuffer逐个击破
接下来,就是为每一种特殊类型写复制逻辑。
Date 的复制
javascript复制function cloneDate(obj) {
return new Date(obj.getTime());
}
为什么要用 getTime()?因为 Date 内部的时间值是一个数字,用这个数字新建实例,可以保证拷贝出的 Date 和原 Date 代表同一个时间点。直接把 obj 传进去也是可以的,但用 getTime() 更明确。
RegExp 的复制
javascript复制function cloneRegExp(obj) {
const reg = new RegExp(obj.source, obj.flags);
reg.lastIndex = obj.lastIndex;
return reg;
}
source 是正则的文本内容,flags 是修饰符,比如 gi。这里还有个容易被忽略的细节:lastIndex。如果一个正则是带 g 或 y 修饰符的,它的 lastIndex 可能记录了上次匹配的位置。拷贝时如果不带上,复制出的正则可能从 0 开始匹配,行为就和原来不一样了。
Map 的复制
javascript复制function cloneMap(obj, map) {
const result = new Map();
map.set(obj, result); // 先登记,避免循环引用
obj.forEach((value, key) => {
result.set(deepClone(key, map), deepClone(value, map));
});
return result;
}
Map 的 key 和 value 都可能是对象,所以都要递归深拷贝。注意,新建 result 之后要立刻把“原始 Map -> 克隆 Map”的映射登记到缓存里(这里用了 map 参数,稍后会讲),否则 Map 内部如果引用自身,会陷入循环。
Set 的复制
javascript复制function cloneSet(obj, map) {
const result = new Set();
map.set(obj, result);
obj.forEach(value => {
result.add(deepClone(value, map));
});
return result;
}
和 Map 类似,Set 的每个元素都可能是对象,需要递归拷贝。
ArrayBuffer 的复制
javascript复制function cloneArrayBuffer(obj) {
return obj.slice(0);
}
ArrayBuffer 的 slice 方法会返回一个新的独立 buffer。TypedArray 和 DataView 更复杂一些,因为它们需要基于新的 buffer 重新构建,我在生产代码里也会处理,但为了控制复杂度,可以先用 slice 覆盖 ArrayBuffer 的常见场景。
3.3 递归会爆栈,迭代法来接盘
递归方案虽然直观,但有个先天的风险:如果嵌套层级非常深,会触发调用栈溢出。比如说一个对象被嵌套了 2 万层,递归下去 JavaScript 引擎就会报 Maximum call stack size exceeded。
我遇到过一个极端案例,某个配置对象是从 XML 转 JSON 生成的,嵌套层级深得离谱,用递归深拷贝直接在测试环境崩了。后来我改成迭代法:
javascript复制function deepCloneIterative(root) {
if (!isObject(root)) return root;
const rootClone = createCloneTarget(root);
const cache = new WeakMap([[root, rootClone]]);
const stack = [{ source: root, target: rootClone }];
while (stack.length) {
const { source, target } = stack.pop();
// 遍历属性,发现对象值就在 cache 里登记并创建 target,然后推入栈中
}
return rootClone;
}
核心思路是用一个显式的栈代替调用栈。每次从栈里取出一个待处理的节点,遍历它的属性;如果属性值是对象,就在缓存里创建对应的 clone 并登记,然后把这对父子节点重新入栈。这样无论嵌套多深,都只是一个循环的问题,不会爆栈。代价是代码比递归版复杂,需要手动维护缓存和遍历顺序。对于大多数业务场景,递归版已经足够了,但如果你处理的数据来源不可控,迭代版会更稳。
4. 循环引用、缓存机制与WeakMap
4.1 循环引用为什么会让深拷贝崩溃
循环引用指的是对象的某个属性直接或间接地指向它自身。最常见的例子:
javascript复制const obj = {};
obj.self = obj;
更复杂的还有 A 引用 B,B 引用 A。这种结构在业务里其实非常常见,尤其是 DOM 引用、事件回调、双向链表、依赖图这些场景。一旦深拷贝函数没有处理循环引用的能力,它就会在递归中无限循环,直到栈溢出。
有人可能会说:“那我用 JSON.parse(JSON.stringify(obj)) 不就抛错了吗?至少不会死循环。”但抛错本身不是解决方案,它只是把这个场景判定为“不可拷贝”。现实里的数据不会因为你的拷贝函数不支持就放弃循环引用,唯一正确的做法是让拷贝函数支持它。
4.2 WeakMap缓存:解决循环引用,也避免内存泄漏
处理循环引用的标准思路是“登记”。在递归过程中,每拷贝一个对象,就把“原始对象 -> 拷贝对象”的关系保存到一个缓存里。下次再遇到同一个原始对象时,直接从缓存里取出已经拷贝好的对象,而不再重复递归。这样循环就被切断了。
这个缓存我强烈建议用 WeakMap。代码长这样:
javascript复制function deepCloneAndCache(obj, cache = new WeakMap()) {
if (obj === null || typeof obj !== 'object') return obj;
if (cache.has(obj)) return cache.get(obj);
// 创建目标对象,并按类型处理
// 创建之后先登记到 cache,再递归拷贝子属性
}
举个例子,给带缓存但不处理特殊类型的基础版本:
javascript复制function deepClone(obj, cache = new WeakMap()) {
if (obj === null || typeof obj !== 'object') return obj;
if (cache.has(obj)) return cache.get(obj);
const result = Array.isArray(obj) ? [] : {};
cache.set(obj, result);
Reflect.ownKeys(obj).forEach(key => {
if (typeof key === 'symbol') {
result[key] = deepClone(obj[key], cache);
} else {
result[key] = deepClone(obj[key], cache);
}
});
return result;
}
注意,cache.set(obj, result) 必须在递归遍历子属性之前执行,而不是在最后执行。如果放在最后,遇到自引用的对象时,递归到 obj.self 会再次进入 deepClone(obj),此时缓存里还没有 result,于是又创建一遍、又递归一遍,循环永远断不了。正确顺序是:先创建空壳、登记缓存、再填充内容。
4.3 为什么不用Map,一定要用WeakMap
同样可以实现“登记”功能,为什么要用 WeakMap 而不是普通 Map?这涉及垃圾回收的差异。
Map 对 key 是强引用。也就是说,只要这个 Map 还活着,它里面的 key 对象就不会被垃圾回收。假设你拷贝一个很大的临时对象,拷贝完成后原对象早就该被回收了,但由于它作为 Map 的 key 还存在于缓存里,它和它的整个引用树都占着内存不放,这就造成了内存泄漏。在低端移动设备上,这种泄漏很快就能把页面拖垮。
WeakMap 对 key 是弱引用,它不会阻止垃圾回收机制回收 key 对象。如果没有其他地方引用这个原始对象了,垃圾回收器就可以把它收走,WeakMap 里的对应条目也会自动失效。
我打过一个比方:Map 像储物柜,东西拿走了柜子还占着位置;WeakMap 像便利贴,东西被拿走了便利贴也就自然失去了意义,风一吹就没了。所以,在深拷贝这种生命周期短、临时性强的场景里,WeakMap 是唯一合理的选择。
5. ES6时代以后的原生方案:structuredClone与MessageChannel
5.1 structuredClone:浏览器和Node都内置的深拷贝神器
继续手写深拷贝的同时,我还注意到一个趋势:现代运行时开始提供原生的深拷贝能力,这个能力就是 structuredClone。
structuredClone 是基于 Web 平台的结构化克隆算法(Structured Clone Algorithm)对外开放的 JavaScript API。Chrome 98、Firefox 94、Safari 15.4 以及 Node.js 17 之后,都原生支持了这个函数。它的用法极其简单:
javascript复制const cloned = structuredClone(original);
它支持的类型非常全:Date、RegExp、Map、Set、ArrayBuffer、TypedArray、DataView、Blob、File、ImageData、Error 对象等等。更重要的是,它原生支持循环引用,不会报错,也不会死循环。
我原来看不上这个 API,觉得它出现得晚、兼容性不够。但当我真的在一个内部工具里把自研深拷贝换成 structuredClone 之后,删掉了将近 100 行代码,而且没有再为“这个类型没处理”“那个类型又丢了”的问题烦恼过。对于一个不需要兼容老环境、数据结构也符合规范的项目来说,用它就够了。
它的局限也摆在明面上:不支持函数,不支持 Symbol 作为值,不支持 DOM 节点,用户自定义 class 实例会被拷贝成普通对象,原型链上的自定义方法不会保留。这些限制和结构化克隆的定位有关:它是为了在不同上下文之间安全传输数据而设计的,不是为了让对象保持完整的“身份信息”。
5.2 MessageChannel:结构化克隆的异步往事
在 structuredClone 出现之前,前端圈有人用 MessageChannel 来“白嫖”结构化克隆算法。原理很简单:postMessage 在传递消息时会使用结构化克隆算法复制数据,那么我们把对象 post 给另一个端口,再从另一个端口接收,就能拿到一个深拷贝结果:
javascript复制function structuredCloneViaMessageChannel(obj) {
return new Promise(resolve => {
const { port1, port2 } = new MessageChannel();
port2.onmessage = e => resolve(e.data);
port1.postMessage(obj);
});
}
// 使用示例
async function test() {
const cloned = await structuredCloneViaMessageChannel({ name: 'Tom', date: new Date() });
console.log(cloned);
}
这个方案在当时算是一个不错的 trick,但它有两个硬伤:第一,postMessage 是异步的,所以这个深拷贝函数也只能是异步的,你没法在一个同步函数里直接拿到拷贝结果;第二,它在某些运行时里会有限制,比如传递包含 Function 或 DOM 节点的对象时会抛异常。
现在回头看,这个方案更像是一个过渡期的 hack。它证明了结构化克隆算法的价值,但也暴露出“没有原生同步 API”的尴尬。后来规范直接开放了 structuredClone,这种 MessageChannel 的写法就慢慢退出了舞台。我在老项目里偶尔还会看到这种代码,一般都会建议换掉。
5.3 原生API和手写方案怎么选
这其实是个务实的问题。我的判断标准就一条:你能接受 structuredClone 的边界,就用它;不能接受,就用手写深拷贝。
用 structuredClone 的条件是:
- 运行环境支持(现代浏览器、Node 17 以上)
- 数据里没有函数、Symbol、DOM 节点
- 对象不需要保持自定义 class 的原型链
- 拷贝精度要求足够高,不允许出现 Date 变字符串这类问题
需要手写深拷贝的条件是:
- 要兼容老环境
- 需要定制拷贝策略,比如某些字段需要脱敏、忽略或者特殊映射
- 对象里有函数、Symbol 等
structuredClone不支持的类型,但你仍希望保留某种行为 - 需要精确控制原型链,让自定义 class 实例拷贝后仍然是同 class 实例
在我自己的项目里,新代码优先用 structuredClone,老代码在改造时逐步替换 JSON 方案,自研的 deepClone 则作为一个独立工具函数留给特殊场景用。三者并不互斥,关键是分清边界。
6. 一个可以直接用于生产环境的deepClone实现
6.1 设计目标与取舍
如果你决定手写深拷贝,我建议你不要只写一个“能跑通简单对象”的玩具版本,至少要覆盖这些能力:
- 支持
Date、RegExp、Map、Set、ArrayBuffer - 支持循环引用,不栈溢出
- 保留原型链,用户自定义 class 的实例拷贝后仍然是同 class
- 支持
Symbolkey,以及不可枚举属性 - 支持稀疏数组
- 对外提供同步调用能力,不需要 async/await
同时也要明确一些取舍:函数直接返回引用(不深拷贝)、Symbol 值直接返回、WeakMap / WeakSet 不做深拷贝(因为弱引用不可枚举)。这些不是缺陷,而是合理的技术边界。
6.2 完整代码与逐行解析
下面这段代码是我在当前生产环境中使用的简化版 deepClone,去掉了一些和业务强相关的定制逻辑,保留了通用核心:
javascript复制function deepClone(obj, cache = new WeakMap()) {
// 基础类型直接返回
if (obj === null || typeof obj !== 'object') return obj;
// 命中缓存,说明已经拷贝过,直接返回上次的拷贝结果
if (cache.has(obj)) return cache.get(obj);
const type = Object.prototype.toString.call(obj).slice(8, -1);
// 逐个处理内置特殊类型
switch (type) {
case 'Date':
return new Date(obj.getTime());
case 'RegExp': {
const reg = new RegExp(obj.source, obj.flags);
reg.lastIndex = obj.lastIndex;
return reg;
}
case 'Map': {
const clone = new Map();
cache.set(obj, clone); // 先登记,防止循环引用
obj.forEach((value, key) => {
clone.set(deepClone(key, cache), deepClone(value, cache));
});
return clone;
}
case 'Set': {
const clone = new Set();
cache.set(obj, clone);
obj.forEach(value => {
clone.add(deepClone(value, cache));
});
return clone;
}
case 'ArrayBuffer':
return obj.slice(0);
}
// 处理数组与普通对象
const clone = Array.isArray(obj)
? []
: Object.create(Object.getPrototypeOf(obj));
cache.set(obj, clone);
// 数组处理:保留稀疏数组的空位
if (Array.isArray(obj)) {
for (let i = 0; i < obj.length; i++) {
if (i in obj) {
clone[i] = deepClone(obj[i], cache);
}
}
} else {
// 使用 Reflect.ownKeys 获取所有自身属性,包括 Symbol key 和不可枚举属性
Reflect.ownKeys(obj).forEach(key => {
const descriptor = Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, key);
if (descriptor && 'value' in descriptor) {
// 数据属性:递归拷贝值
Object.defineProperty(clone, key, {
...descriptor,
value: deepClone(descriptor.value, cache),
});
} else {
// 访问器属性:直接拷贝 getter/setter
Object.defineProperty(clone, key, descriptor);
}
});
}
return clone;
}
这段代码看起来不短,但它把边界都兜住了。我来拆解几个关键点。
为什么用 Object.create(Object.getPrototypeOf(obj)) 创建普通对象? 因为这样可以保留原型链。如果被拷贝对象是某个自定义 class 的实例,拷贝出来的对象实例仍然带有同一个原型,instanceof 判断是成立的。如果简单用 {},原型链就断了。
为什么用 Reflect.ownKeys 而不是 for...in? 因为 Reflect.ownKeys 返回的是对象自身的所有属性 key,包括字符串 key 和 Symbol key,而且能遍历到不可枚举属性。for...in 只能拿到可枚举的字符串属性,很多关键信息会丢。我们在做深拷贝时,要尽量保证信息不丢失,而不是只拷贝“看起来常见的那部分”。
为什么用 Object.getOwnPropertyDescriptor 和 Object.defineProperty? 因为这样可以精确复制属性的描述符,包括 writable、enumerable、configurable。如果一个属性是只读的,拷贝出来的对象里它应该仍然是只读的,而不是变成可写的。用简单的属性赋值做不到这一点。
为什么 Map 和 Set 要先 cache.set 再遍历? 原因前面讲过:如果 Map 内部有循环引用,先登记能保证递归时能命中缓存,直接返回,避免无限递归。这是一个很容易踩的坑,顺序写反就崩。
6.3 边界场景自测清单
写完深拷贝函数,总是要验证一遍,别直接往线上塞。我每次写都会跑一遍下面这些场景,你可以直接拿去买单:
- 普通对象嵌套:
{ a: { b: { c: 1 } } } - 数组嵌套:
{ list: [{ id: 1 }, { id: 2 }] } - 稀疏数组:
const arr = [1, , 3]; - Date 对象:
new Date('2024-01-01') - RegExp 对象:
new RegExp('ab+c', 'gi') - Map:
new Map([['key', { value: 1 }]]) - Set:
new Set([{ id: 1 }]) - Symbol key:
const s = Symbol('s'); const obj = { [s]: 1 }; - 不可枚举属性:
Object.defineProperty(obj, 'hidden', { value: 1, enumerable: false }) - 循环引用:
obj.self = obj - 自定义 class 实例:
class Foo { constructor() { this.x = 1 } }
每个场景跑完,都要检查拷贝结果和原对象的结构一致、类型一致、内存独立。尤其是循环引用,拷贝之后要让 clone.self === clone,而不是 clone.self === obj,这才是正确的。
7. 常见问题与排查技巧实录
7.1 高频踩坑速查表
我在各种项目里看了无数深拷贝的奇怪问题,很多都是同几类原因。这里整理一个排查速查表:
| 症状 | 原因 | 解决建议 |
|---|---|---|
| Date 拷贝后变成字符串 | 用了 JSON 方案或没处理 Date 类型 | 改用 new Date(obj.getTime()) |
RegExp 拷贝后变成 {} |
没有处理 RegExp 类型 | 用 new RegExp(source, flags),并带上 lastIndex |
| Map / Set 拷贝后变空对象 | 没有处理 Map / Set 类型 | 遍历 entries/values 递归克隆 |
拷贝后 instanceof 失效 |
没有保留原型链 | 用 Object.create(Object.getPrototypeOf(obj)) |
| 深拷贝报栈溢出 | 遇到循环引用或嵌套过深 | 用 WeakMap 缓存,或改成迭代法 |
| Symbol key 丢失 | 用了 for...in 或 Object.keys |
改用 Reflect.ownKeys |
| 不可枚举属性丢失 | 用了属性赋值而非 defineProperty | 用 Object.getOwnPropertyDescriptor |
| BigInt 报错 | 用了 JSON 方案 | 手写方案,BigInt 作为原始值直接返回 |
这张表是针对我在实践中遇到的高频问题的总结。如果你在排查深拷贝相关的 bug,先对号入座,大概率能省下不少时间。
7.2 性能真相与优化思路
关于深拷贝的性能,我实测下来有一个大概的印象:JSON.stringify 在纯 JSON 数据上的速度是非常快的,因为它的 C++ 底层做了大量优化;手写递归深拷贝则要慢一些,因为每次递归都要走函数调用、类型判断、属性遍历;structuredClone 介于两者之间,但在支持环境里通常比手写递归更快,因为它也是原生实现。
我本地的一个粗略测试数据(对象规模大约 10 万个小嵌套对象):
| 方案 | 耗时(本地浏览器,经验值) |
|---|---|
| JSON.parse(JSON.stringify()) | 约 80 - 120ms |
| structuredClone | 约 100 - 150ms |
| 手写递归 deepClone | 约 250 - 400ms |
这个数据不是绝对标准,但能说明一个趋势:如果性能是你的瓶颈,优先用 structuredClone,而不是继续压榨手写实现。如果你必须手写,也可以做一些优化:数据类型判断结果先缓存、尽量避免重复的 toString 调用、能用迭代法就用迭代法、减少中间临时对象的创建。
另外一条经验是别在热路径上频繁深拷贝。深拷贝的时间复杂度是 O(n),对象越大、嵌套越深,开销越高。如果你只是需要某些字段,就不要拷贝整棵对象树,用“字段挑选手动复制”的方式更高效。
7.3 一些过来人的经验
最后分享几个我在实际工作中摸索出来的判断,不一定适用于所有项目,但值得参考。
第一,不要迷信“万能深拷贝”。深拷贝能够处理的类型再多,也不可能覆盖所有 JavaScript 运行时的行为。函数、DOM 节点、WeakMap、WeakSet 这些天然就不适合深拷贝。与其写一个无限膨胀的深拷贝函数,不如在设计数据模型时规避这些对象。
第二,深拷贝的代码要放在工具库里统一维护,不要在业务代码里随手写一个。我见过不同的业务模块各写各的深拷贝,有的处理了 Date,有的没处理,线上行为完全不一致。统一维护一个工具函数,改成 structuredClone 或者修复某个类型 bug 时,只需要改一个地方。
第三,业务测试里要覆盖深拷贝的边界。尤其是 Date、RegExp、Map、Set、循环引用这几类,最好写进单元测试里。它们不是罕见场景,而是真实业务里一定会遇到的场景。我在项目里加过一组深拷贝的测试用例,之后至少避免了三次线上故障。
最后
就我个人的习惯而言,现在我写代码时优先用 structuredClone,老环境里降级到自研的 deepClone,JSON 方案基本只用于和后端接口的数据交互,绝不再用它做通用深拷贝。
另外再分享一个小技巧:做日志记录或者数据脱敏时,不要傻傻地深拷贝整个对象。先用 Reflect.ownKeys 挑出需要的字段,再单独处理敏感信息,性能更好,也更安全。这个思路和深拷贝的取舍是一样的:工具是为人服务的,搞清楚你到底要什么,远比背一种写法重要。
