摘要：棧內(nèi)存與堆內(nèi)存淺拷貝與深拷貝，可以說是前端程序員的內(nèi)功，要知其然，知其所以然。棧內(nèi)存與堆內(nèi)存中的變量分為基本類型和引用類型。

想寫好前端，先練好內(nèi)功。

棧內(nèi)存與堆內(nèi)存 、淺拷貝與深拷貝，可以說是前端程序員的內(nèi)功，要知其然，知其所以然。

筆者寫的 JavaScript 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法之美 系列用的語言是 JavaScript ，旨在入門數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法和方便以后復(fù)習(xí)。

定義

后進者先出，先進者后出，簡稱 后進先出（LIFO），這就是典型的棧結(jié)構(gòu)。

新添加的或待刪除的元素都保存在棧的末尾，稱作棧頂，另一端就叫棧底。

在棧里，新元素都靠近棧頂，舊元素都接近棧底。

從棧的操作特性來看，是一種 操作受限的線性表，只允許在一端插入和刪除數(shù)據(jù)。

不包含任何元素的棧稱為空棧。

棧也被用在編程語言的編譯器和內(nèi)存中保存變量、方法調(diào)用等，比如函數(shù)的調(diào)用棧。

定義

堆數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一種樹狀結(jié)構(gòu)。

它的存取數(shù)據(jù)的方式，與書架與書非常相似。我們不關(guān)心書的放置順序是怎樣的，只需知道書的名字就可以取出我們想要的書了。
好比在 JSON 格式的數(shù)據(jù)中，我們存儲的 key-value 是可以無序的，只要知道 key，就能取出這個 key 對應(yīng)的 value。

堆與棧比較

堆是動態(tài)分配內(nèi)存，內(nèi)存大小不一，也不會自動釋放。

棧是自動分配相對固定大小的內(nèi)存空間，并由系統(tǒng)自動釋放。

棧，線性結(jié)構(gòu)，后進先出，便于管理。

堆，一個混沌，雜亂無章，方便存儲和開辟內(nèi)存空間。

JavaScript 中的變量分為基本類型和引用類型。

基本類型是保存在棧內(nèi)存中的簡單數(shù)據(jù)段，它們的值都有固定的大小，保存在?？臻g，通過按值訪問，并由系統(tǒng)自動分配和自動釋放。

這樣帶來的好處就是，內(nèi)存可以及時得到回收，相對于堆來說，更加容易管理內(nèi)存空間。
JavaScript 中的 Boolean、Null、Undefined、Number、String、Symbol 都是基本類型。

引用類型（如對象、數(shù)組、函數(shù)等）是保存在堆內(nèi)存中的對象，值大小不固定，棧內(nèi)存中存放的該對象的訪問地址指向堆內(nèi)存中的對象，JavaScript 不允許直接訪問堆內(nèi)存中的位置，因此操作對象時，實際操作對象的引用。

JavaScript 中的 Object、Array、Function、RegExp、Date 是引用類型。

結(jié)合實例說明

let a1 = 0; // 棧內(nèi)存
let a2 = "this is string" // 棧內(nèi)存
let a3 = null; // 棧內(nèi)存
let b = { x: 10 }; // 變量 b 存在于棧中，{ x: 10 } 作為對象存在于堆中
let c = [1, 2, 3]; // 變量 c 存在于棧中，[1, 2, 3] 作為對象存在于堆中

當(dāng)我們要訪問堆內(nèi)存中的引用數(shù)據(jù)類型時

從棧中獲取該對象的地址引用

再從堆內(nèi)存中取得我們需要的數(shù)據(jù)

基本類型發(fā)生復(fù)制

let a = 20;
let b = a;
b = 30;
console.log(a); // 20

在棧內(nèi)存中的數(shù)據(jù)發(fā)生復(fù)制行為時，系統(tǒng)會自動為新的變量分配一個新值，最后這些變量都是 相互獨立，互不影響的。

引用類型發(fā)生復(fù)制

let a = { x: 10, y: 20 }
let b = a;
b.x = 5;
console.log(a.x); // 5

引用類型的復(fù)制，同樣為新的變量 b 分配一個新的值，保存在棧內(nèi)存中，不同的是，這個值僅僅是引用類型的一個地址指針。

他們兩個指向同一個值，也就是地址指針相同，在堆內(nèi)存中訪問到的具體對象實際上是同一個。

因此改變 b.x 時，a.x 也發(fā)生了變化，這就是引用類型的特性。

結(jié)合下圖理解

總結(jié)

| 棧內(nèi)存 | 堆內(nèi)存 |
| :------: | :------: |
| 存儲基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型 | 存儲引用數(shù)據(jù)類型 |
| 按值訪問 | 按引用訪問 |
| 存儲的值大小固定 | 存儲的值大小不定，可動態(tài)調(diào)整 |
| 由系統(tǒng)自動分配內(nèi)存空間 | 由代碼進行指定分配 |
| 空間小，運行效率高 | 空間大，運行效率相對較低 |
| 先進后出，后進先出 | 無序存儲，可根據(jù)引用直接獲取 |

上面講的引用類型的復(fù)制就是淺拷貝，復(fù)制得到的訪問地址都指向同一個內(nèi)存空間。所以修改了其中一個的值，另外一個也跟著改變了。

深拷貝：復(fù)制得到的訪問地址指向不同的內(nèi)存空間，互不相干。所以修改其中一個值，另外一個不會改變。

平時使用數(shù)組復(fù)制時，我們大多數(shù)會使用 =，這只是淺拷貝，存在很多問題。比如：

let arr = [1,2,3,4,5];
let arr2 = arr;
console.log(arr) //[1, 2, 3, 4, 5]
console.log(arr2) //[1, 2, 3, 4, 5]
arr[0] = 6;
console.log(arr) //[6, 2, 3, 4, 5]
console.log(arr2) //[6, 2, 3, 4, 5]
arr2[4] = 7;
console.log(arr) //[6, 2, 3, 4, 7]
console.log(arr2) //[6, 2, 3, 4, 7]

很明顯，淺拷貝下，拷貝和被拷貝的數(shù)組會相互受到影響。

所以，必須要有一種不受影響的方法，那就是深拷貝。

深拷貝的的復(fù)制過程

let a = { x: 10, y: 20 }
let b = JSON.parse(JSON.stringify(a));
b.x = 5;
console.log(a.x); // 10
console.log(b.x); // 5

一、for 循環(huán)

//for 循環(huán) copy
function copy(arr) {
    let cArr = []
    for(let i = 0; i < arr.length; i++){
      cArr.push(arr[i])
    }
    return cArr;
}
let arr3 = [1,2,3,4];
let arr4 = copy(arr3) //[1,2,3,4]
console.log(arr4) //[1,2,3,4]
arr3[0] = 5;
console.log(arr3) //[5,2,3,4]
console.log(arr4) //[1,2,3,4]

二、slice 方法

//slice實現(xiàn)深拷貝
let arr5 = [1,2,3,4];
let arr6 = arr5.slice(0);
arr5[0] = 5;
console.log(arr5); //[5,2,3,4]
console.log(arr6); //[1,2,3,4]

三、concat 方法

//concat實現(xiàn)深拷貝
let arr7 = [1,2,3,4];
let arr8 = arr7.concat();
arr7[0] = 5;
console.log(arr7); //[5,2,3,4]
console.log(arr8); //[1,2,3,4]

四、es6 擴展運算

//es6 擴展運算實現(xiàn)深拷貝
let arr9 = [1,2,3,4];
let [...arr10] = arr9;
arr9[0] = 5;
console.log(arr9) //[5,2,3,4]
console.log(arr10) //[1,2,3,4]

五、JSON.parse 與 JSON.stringify

let arr9 = [1,2,3,4];
let arr10 = JSON.parse(JSON.stringify(arr9))
arr9[0] = 5;
console.log(arr9) //[5,2,3,4]
console.log(arr10) //[1,2,3,4]

注意：該方法在數(shù)據(jù)量比較大時，會有性能問題。

一、對象的循環(huán)

//  循環(huán) copy 對象
let obj = {
    id:"0",
    name:"king",
    sex:"man"
}
let obj2 = copy2(obj)
function copy2(obj) {
    let cObj = {};
    for(var key in obj){
      cObj[key] = obj[key]
    }
    return cObj
}
obj2.name = "king2"
console.log(obj) // {id: "0", name: "king", sex: "man"}
console.log(obj2) // {id: "0", name: "king2", sex: "man"}

二、JSON.parse 與 JSON.stringify

var obj1 = {
    x: 1, 
    y: {
        m: 1
    },
    a:undefined,
    b:function(a,b){
      return a+b
    },
    c:Symbol("foo")
};
var obj2 = JSON.parse(JSON.stringify(obj1));
console.log(obj1) //{x: 1, y: {m: 1}, a: undefined, b: ?, c: Symbol(foo)}
console.log(obj2) //{x: 1, y: {m: 1}}
obj2.y.m = 2; //修改obj2.y.m
console.log(obj1) //{x: 1, y: {m: 1}, a: undefined, b: ?, c: Symbol(foo)}
console.log(obj2) //{x: 2, y: {m: 2}}

可實現(xiàn)多維對象的深拷貝。

注意：進行JSON.stringify() 序列化的過程中，undefined、任意的函數(shù)以及 symbol 值，在序列化過程中會被忽略（出現(xiàn)在非數(shù)組對象的屬性值中時）或者被轉(zhuǎn)換成 null（出現(xiàn)在數(shù)組中時）。

三、es6 擴展運算

let obj = {
    id:"0",
    name:"king",
    sex:"man"
}
let {...obj4} = obj
obj4.name = "king4"
console.log(obj) //{id: "0", name: "king", sex: "man"}
console.log(obj4) //{id: "0", name: "king4", sex: "man"}

四、Object.assign()

Object.assign() 只能實現(xiàn)一維對象的深拷貝。

var obj1 = {x: 1, y: 2}, obj2 = Object.assign({}, obj1);
console.log(obj1) // {x: 1, y: 2}
console.log(obj2) // {x: 1, y: 2}

obj2.x = 2; // 修改 obj2.x
console.log(obj1) // {x: 1, y: 2}
console.log(obj2) // {x: 2, y: 2}

var obj1 = {
    x: 1, 
    y: {
        m: 1
    }
};
var obj2 = Object.assign({}, obj1);
console.log(obj1) // {x: 1, y: {m: 1}}
console.log(obj2) // {x: 1, y: {m: 1}}

obj2.y.m = 2; // 修改 obj2.y.m
console.log(obj1) // {x: 1, y: {m: 2}}
console.log(obj2) // {x: 1, y: {m: 2}}

簡單版

let clone = function (v) {
    let o = v.constructor === Array ? [] : {};
    for(var i in v){
      o[i] = typeof v[i] === "object" ? clone(v[i]) : v[i];
    }
    return o;
}
// 測試
let obj = {
    id:"0",
    name:"king",
    sex:"man"
}
let obj2 = clone(obj)
obj2.name = "king2"
console.log(obj) // {id: "0", name: "king", sex: "man"}
console.log(obj2) // {id: "0", name: "king2", sex: "man"}

let arr3 = [1,2,3,4];
let arr4 = clone(arr3) // [1,2,3,4]
arr3[0] = 5;
console.log(arr3) // [5,2,3,4]
console.log(arr4) // [1,2,3,4]

但上面的深拷貝方法遇到循環(huán)引用，會陷入一個循環(huán)的遞歸過程，從而導(dǎo)致爆棧，所以要避免。

let obj1 = {
    x: 1, 
    y: 2
};
obj1.z = obj1;
let obj2 = clone(obj1);
console.log(obj2) 

結(jié)果如下：

總結(jié)：深刻理解 javascript 的深淺拷貝，可以靈活的運用數(shù)組與對象，并且可以避免很多 bug。

JavaScript 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法之美 的系列文章，堅持 3 - 7 天左右更新一篇，暫定計劃如下表。

| 標(biāo)題 | 鏈接 |
| :------ | :------ |
| 時間和空間復(fù)雜度 | https://github.com/biaochenxu... |
| 線性表（數(shù)組、鏈表、棧、隊列） | https://github.com/biaochenxu... |
| 實現(xiàn)一個前端路由，如何實現(xiàn)瀏覽器的前進與后退 ？| https://github.com/biaochenxu... |
| 棧內(nèi)存與堆內(nèi)存 、淺拷貝與深拷貝 | https://github.com/biaochenxu... |
| 非線性表（樹、堆） | 精彩待續(xù) |
| 遞歸 | 精彩待續(xù) |
| 冒泡排序 | 精彩待續(xù) |
| 插入排序 | 精彩待續(xù) |
| 選擇排序 | 精彩待續(xù) |
| 歸并排序 | 精彩待續(xù) |
| 快速排序 | 精彩待續(xù) |
| 計數(shù)排序 | 精彩待續(xù) |
| 基數(shù)排序 | 精彩待續(xù) |
| 桶排序 | 精彩待續(xù) |
| 希爾排序 | 精彩待續(xù) |
| 堆排序 | 精彩待續(xù) |
| 十大經(jīng)典排序匯總 | 精彩待續(xù) |

如果有錯誤或者不嚴謹?shù)牡胤?，請?wù)必給予指正，十分感謝。

文章中的代碼已經(jīng)全部放在了我的 github 上，如果喜歡或者有所啟發(fā)，歡迎 star，對作者也是一種鼓勵。

關(guān)注我的公眾號，第一時間接收最新的精彩博文。

文章可以轉(zhuǎn)載，但須注明作者及出處，需要轉(zhuǎn)載到公眾號的，喊我加下白名單就行了。

參考文章：

JavaScript棧內(nèi)存和堆內(nèi)存
JavaScript實現(xiàn)淺拷貝與深拷貝的方法分析
淺拷貝與深拷貝（JavaScript）