前言
上一篇文章 「前端面試題系列9」淺拷貝與深拷貝的含義、區別及實現 中提到了深拷貝的實現方法，從遞迴呼叫，到 JSON，再到終極方案 cloneForce。
不經讓我想到，lodash 中的 _.cloneDeep 方法。它是如何實現深拷貝的呢？今天，就讓我們來具體地解讀一下 _.cloneDeep 的原始碼實現。
原始碼中的內容比較多，為了能將知識點講明白，也為了更好的閱讀體驗，將會分為上下 2 篇進行解讀。今天主要會涉及位掩碼、物件判斷、陣列和正則的深拷貝寫法。
ok，現在就讓我們深入原始碼，共同探索吧~
_.cloneDeep 的原始碼實現
它的原始碼內容很少，因為主要還是靠 baseClone 去實現。
/** Used to compose bitmasks for cloning. */
const CLONE_DEEP_FLAG = 1
const CLONE_SYMBOLS_FLAG = 4
function cloneDeep(value) {
return baseClone(value, CLONE_DEEP_FLAG | CLONE_SYMBOLS_FLAG)
}
複製程式碼剛看到前兩行的常量就懵了，它們的用意是什麼？然後，傳入 baseClone 的第二個引數，似乎還將那兩個常量做了運算，其結果是什麼？這麼做的目的是什麼？
一番查詢之後，終於明白這裡其實涉及到了 位掩碼 與 位運算 的概念。下面就來詳細講解一下。
位掩碼技術
回到第一行註釋：Used to compose bitmasks for cloning。意思是，用於構成克隆方法的位掩碼。
從註釋看，這裡的 CLONE_DEEP_FLAG 和 CLONE_SYMBOLS_FLAG 就是位掩碼了，而 CLONE_DEEP_FLAG | CLONE_SYMBOLS_FLAG 其實是 位運算 中的 按位或 方法。
這裡有個不常見的概念：位運算。MDN 上對位運算的解釋是：它經常被用來建立、處理以及讀取標誌位序列——一種類似二進位制的變數。雖然可以使用變數代替標誌位序列，但是這樣可以節省記憶體（1/32）。
不過實際開發中，位運算用得很少，主要是因為位運算操作的是二進位制位，對開發者來說不太好理解。用得少，就容易生疏。但實際上，位運算是一種很棒的思想，它計算得更快，程式碼量還更少。位運算，常用於處理同時存在多個布林選項的情形。掩碼中的每個選項的值都是 2 的冪，位運算是 32 位的。
在計算機程式的世界裡，所有的資料都是以二進位制的形式儲存的。位運算，說白了就是直接對某個資料在記憶體中的二進位制位，進行運算操作。比如 &、|、~、^、>>，這些都是 按位運算子，它們有一些神奇的用法。以系統許可權為例：
const PERMISSION_A = 1; // 0001
const PERMISSION_B = 2; // 0010
const PERMISSION_C = 4; // 0100
const PERMISSION_D = 8; // 1000
// 當一個使用者同時擁有 許可權A 和 許可權C 時，就產生了一個新的許可權
const mask = PERMISSION_A | PERMISSION_C; // 0101，十進位制為 5
// 判斷該使用者是否有 許可權C，可以取出 許可權C 的位掩碼
if (mask & PERMISSION_C) {
...
}
// 該使用者沒有 許可權A，也沒有 許可權C
const mask2 = ~(PERMISSION_A | PERMISSION_C); // ~0101 => 1010
// 取出 與許可權A 不同的部分
const mask3 = mask ^ PERMISSION_A; // 0101 ^ 0001 => 0100
複製程式碼回到原始碼的 CLONE_DEEP_FLAG | CLONE_SYMBOLS_FLAG 就得到一個新的結果傳入 baseClone 中，十進位制為 5，至於它是用來幹什麼的，就需要繼續深入到 baseClone 的原始碼中去看了。
baseClone 的原始碼實現
先貼一下原始碼，其中一些關鍵的判斷已經做了註釋
function baseClone(value, bitmask, customizer, key, object, stack) {
let result
// 根據位掩碼，切分判斷入口
const isDeep = bitmask & CLONE_DEEP_FLAG
const isFlat = bitmask & CLONE_FLAT_FLAG
const isFull = bitmask & CLONE_SYMBOLS_FLAG
// 自定義 clone 方法，用於 _.cloneWith
if (customizer) {
result = object ? customizer(value, key, object, stack) : customizer(value)
}
if (result !== undefined) {
return result
}
// 過濾出原始型別，直接返回
if (!isObject(value)) {
return value
}
const isArr = Array.isArray(value)
const tag = getTag(value)
if (isArr) {
// 處理陣列
result = initCloneArray(value)
if (!isDeep) {
// 淺拷貝陣列
return copyArray(value, result)
}
} else {
// 處理物件
const isFunc = typeof value == 'function'
if (isBuffer(value)) {
return cloneBuffer(value, isDeep)
}
if (tag == objectTag || tag == argsTag || (isFunc && !object)) {
result = (isFlat || isFunc) ? {} : initCloneObject(value)
if (!isDeep) {
return isFlat
? copySymbolsIn(value, copyObject(value, keysIn(value), result))
: copySymbols(value, Object.assign(result, value))
}
} else {
if (isFunc || !cloneableTags[tag]) {
return object ? value : {}
}
result = initCloneByTag(value, tag, isDeep)
}
}
// 用 “棧” 處理迴圈引用
stack || (stack = new Stack)
const stacked = stack.get(value)
if (stacked) {
return stacked
}
stack.set(value, result)
// 處理 Map
if (tag == mapTag) {
value.forEach((subValue, key) => {
result.set(key, baseClone(subValue, bitmask, customizer, key, value, stack))
})
return result
}
// 處理 Set
if (tag == setTag) {
value.forEach((subValue) => {
result.add(baseClone(subValue, bitmask, customizer, subValue, value, stack))
})
return result
}
// 處理 typedArray
if (isTypedArray(value)) {
return result
}
const keysFunc = isFull
? (isFlat ? getAllKeysIn : getAllKeys)
: (isFlat ? keysIn : keys)
const props = isArr ? undefined : keysFunc(value)
// 遍歷賦值
arrayEach(props || value, (subValue, key) => {
if (props) {
key = subValue
subValue = value[key]
}
// Recursively populate clone (susceptible to call stack limits).
assignValue(result, key, baseClone(subValue, bitmask, customizer, key, value, stack))
})
return result
}
複製程式碼位掩碼的作用
/** Used to compose bitmasks for cloning. */
const CLONE_DEEP_FLAG = 1 // 深拷貝標誌位
const CLONE_FLAT_FLAG = 2 // 原型鏈標誌位
const CLONE_SYMBOLS_FLAG = 4 // Symbol 標誌位
function baseClone(value, bitmask, customizer, key, object, stack) {
// 根據位掩碼，取出位掩碼，切分判斷入口，bitmask 的十進位制為 5
const isDeep = bitmask & CLONE_DEEP_FLAG // 5 & 1 => 1 => true
const isFlat = bitmask & CLONE_FLAT_FLAG // 5 & 2 => 0 => false
const isFull = bitmask & CLONE_SYMBOLS_FLAG // 5 & 4 => 4 => true
...
}
複製程式碼每個常量基本都加了註釋，之前傳入 baseClone 的 bitmask 為十進位制的 5，其目的就是為了在 baseClone 中進行判斷入口的切分。
是否為物件的判斷
// 如果不是物件，則直接返回該值
if (!isObject(value)) {
return value
}
// ./isObject.js
function isObject(value) {
const type = typeof value
return value != null && (type == 'object' || type == 'function')
}
複製程式碼這裡需要說的就是，是否為物件的判斷。用的基本方法是 typeof，但是因為 typeof null 的值也是 'object'，所以最後的 return 需要對 null 做額外處理。
處理陣列和正則
const isArr = Array.isArray(value)
if (isArr) {
result = initCloneArray(value)
if (!isDeep) {
return copyArray(value, result)
}
} else {
... // 非陣列的處理
}
// 用於檢測物件自身的屬性
const hasOwnProperty = Object.prototype.hasOwnProperty
// 初始化需要克隆的陣列
function initCloneArray(array) {
const { length } = array
const result = new array.constructor(length)
// Add properties assigned by `RegExp#exec`.
if (length && typeof array[0] == 'string' && hasOwnProperty.call(array, 'index')) {
result.index = array.index
result.input = array.input
}
return result
}
複製程式碼為了不干擾源陣列的資料，這裡首先會用 initCloneArray 初始化一個全新的陣列。
其中，new array.constructor(length) 相當於 new Array(length)，只是換了種不常見的寫法，作用是一樣的。
接下來的這個判斷，讓我一頭霧水。
// Add properties assigned by `RegExp#exec`.
if (length && typeof array[0] == 'string' && hasOwnProperty.call(array, 'index')) {
result.index = array.index
result.input = array.input
}
複製程式碼判斷條件首先確定 length > 0，然後 array[0] 的型別是 string，最後 array 擁有 index 這個屬性。
看到判斷條件裡的兩條執行語句更懵了，需要賦值 index 和 input，這又是為什麼？/(ㄒoㄒ)/~~
回頭看到第一行註釋，有個關鍵點 RegExp#exec。MDN 中給的解釋：exec() 方法在一個指定字串中執行一個搜尋匹配。返回一個結果陣列或 null。文件下方有個例子：
var re = /quick\s(brown).+?(jumps)/ig;
var result = re.exec('The Quick Brown Fox Jumps Over The Lazy Dog');
console.log(result);
// 輸出的 result 是一個陣列，有 3 個元素和 4 個屬性
// 0: "Quick Brown Fox Jumps"
// 1: "Brown"
// 2: "Jumps"
// groups: undefined
// index: 4
// input: "The Quick Brown Fox Jumps Over The Lazy Dog"
// length: 3
複製程式碼哇哦~ 原來 index 和 input 在這裡。所以，原始碼中的為何要那樣賦值，就迎刃而解了。
再回到 baseClone 中來，如果不是深拷貝，那就只要做陣列的第一層資料的賦值即可。
if (!isDeep) {
return copyArray(value, result)
}
// ./copyArray.js
function copyArray(source, array) {
let index = -1
const length = source.length
array || (array = new Array(length))
while (++index < length) {
array[index] = source[index]
}
return array
}
複製程式碼總結
位掩碼技術，是一種很棒的思想，可以寫出更為簡潔的程式碼，執行得也更快。物件的判斷，需要特別注意 null，它的 typeof 值 也是 object。正則的 exec() 方法會返回一個結果陣列或 null，其中就會有 index 和 input 屬性。
閱讀原始碼的過程比較痛苦，深感自身的不足。從不懂到查閱資料，再到寫出來，耗費了我大量的時間，不過寫作的過程也給了我不小的收穫。修行之路任重而道遠，給自己打打氣，繼續砥礪前行吧。
未完待續。。。
崗位內推
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