前端日记

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前言 ​

栈 在日常生活中的应用非常广泛，比如我们最熟悉不过的十进制转二进制、迷宫求解等等问题。同时，它在前端中的应用也非常广泛，很多小伙伴都会误以为 栈 在前端中的应用很少，但殊不知的是，我们写的每一个程序，基本上都会用到 栈 这个数据结构。比如，函数调用堆栈、数据的深拷贝和浅拷贝……。

所以呢，对于一个前端工程师来说， 栈 结构是一个必学的知识点。在接下来的这篇文章中，将讲解关于 栈 在前端中的应用。

一、栈是什么 ​

  • 栈是一种只能在表的一端（栈顶）进行插入和删除运算的线性表；
  • 只能在栈顶运算，且访问结点时依照后进先出 (LIFO) 或先进后出 (FILO) 的原则。

二、栈的应用场景 ​

  • 需要后进先出的场景；
  • 比如：十进制转二进制、迷宫求解、马踏棋盘、判断字符串是否有效、函数调用堆栈……。

三、前端与栈：深拷贝与浅拷贝 ​

1、JS 数据类型 ​

谈到堆栈，我们需要先来了解一下关于 js 的两种数据类型。

（1）js 数据类型的分类 ​

首先，JavaScript 中的数据类型分为基本数据类型和引用数据类型。

了解完分类以后，相信很多小伙伴心里有一个疑惑：这两个数据类型是什么呢？且在内存中是存放在哪里呢？

（2）js 数据类型的定义和存储方式 ​

基本数据类型：

基本数据类型，是指 Numer 、 Boolean 、 String 、 null 、 undefined 、 Symbol（ES6新增的） 、 BigInt（ES2020） 等值，它们在内存中都是存储在 栈 中的，即直接访问该变量就可以得到存储在 栈 中的对应该变量的值。

若将一个变量的值赋值给另一个变量，则这两个变量在内存中是独立的，修改其中任意一个变量的值，不会影响另一个变量。这就是基本数据类型。

引用数据类型：

那引用数据类型呢，是指 Object 、 Array 、 Function 等值，他们在内存中是存在于 栈和堆 当中的，即我们要访问到引用类型的值时，需要先访问到该变量在 栈 中的地址（这个地址指向堆中的值），然后再通过这个地址，访问到存放在 堆 中的数据。这就是引用数据类型。

这样说可能有点抽象，让我们用一张图来理解一下。

基本数据类型和引用数据类型

从上图中可以看到， name 和 age 的值都是基本数据类型，所以他们指向程序中 栈 的位置。而 like 是数组类型，也就是引用数据类型，所以在 栈 中，它先存放了一个 like 的地址，之后再把 like 对应的值，存放到 堆 当中。

了解完数据类型和其存储方式后，在面试中，还有可能被问到如何判断某一个数据的类型是什么？什么意思呢？比如说，给你一个数字 7 ，需要你来判断它是什么，我们都知道它是 Number 类型，但很多时候止步于如何做才能判断它是一个 Number 类型。接下来将详细介绍三种判断数据类型的方法。

（3）js 数据类型的判断方式 ​

常用判断方式：typeof、instanceof、===

1）typeof：

定义：返回数据类型的字符串表达（小写）

用法：typeof + 变量

可以判断：

  • undefined / 数值 / 字符串 / 布尔值 / function （ 返回 undefined / number / string / boolean / function ）
  • null 、 object 与 array （null、array、object 都会返回 object ）

以下给出代码演示：

js
<script type="text/javascript">
    console.log(typeof "Tony");                // 返回 string
    console.log(typeof 5.01);                  // 返回 number
    console.log(typeof false);                 // 返回 boolean
    console.log(typeof undefined);             // 返回 undefined
    console.log(typeof null);                  // 返回 object
    console.log(typeof [1,2,3,4]);             // 返回 object
    console.log(typeof {name:'John', age:34}); // 返回 object
</script>

2）instanceof：

定义：判断对象的具体类型

用法：b instanceof A → b 是否是 A 的实例对象

可以判断：

  • 专门用来判断对象数据的类型: Object , Array 与 Function

  • 判断 String ，Number ，Boolean 这三种类型的数据时，直接赋值为 false ，调用构造函数创建的数据为 true

以下给出代码演示：

js
<script type='text/javascript'>
  let str = new String("hello world") //console.log(str instanceof String); →
  true str = "hello world" //console.log(str instanceof String); → false let num
  = new Number(44) //console.log(num instanceof Number); → true num = 44
  //console.log(num instanceof Number); → false let bool = new Boolean(true)
  //console.log(bool instanceof Boolean); → true bool = true //console.log(bool
  instanceof Boolean); → false
</script>
js
<script type="text/javascript">
    let items = [];
    let object = {};

    function reflect(value) {
        return value;
    }

    console.log(items instanceof Array);        // true
    console.log(items instanceof Object);       // true
    console.log(object instanceof Object);      // true
    console.log(object instanceof Array);       // false
    console.log(reflect instanceof Function);   // true
    console.log(reflect instanceof Object);     // true
</script>

3）===：

可以判断：undefined，null

以下给出代码演示：

js
<script type='text/javascript'>
  let str; console.log(typeof str, str === undefined); //'undefined', true let
  str2 = null; console.log(typeof str2, str2 === null); // 'object', true
</script>

讲到这里，我们了解了 js 的两种数据类型，以及两种数据类型相关的存储方式和判断方式。那么，接下来将讲解他们在前端中常见的应用，深拷贝和浅拷贝。

2、深究浅拷贝和深拷贝 ​

（1）浅拷贝 ​

1）定义

所谓浅拷贝，就是一个变量赋值给另一个变量，其中一个变量的值改变，则两个变量的值都变了，即对于浅拷贝来说，是数据在拷贝后，新拷贝的对象内部 仍然有一部分数据 会随着源对象的变化而变化。

2）代码演示

js
// 浅拷贝-分析
function shallowCopy(obj) {
  let copyObj = {};
  for (let i in obj) {
    copyObj[i] = obj[i];
  }
  return copyObj;
}

// 浅拷贝-实例
let a = {
  name: '张三',
  age: 19,
  like: ['打篮球', '唱歌', '跳舞'],
};

//将a拷贝给b
let b = shallowCopy(a);

a.name = '李四';
a.like[0] = '打乒乓球';
console.log(a);
/*
*{
    name: '李四',
    age: 19,
    like: ['打乒乓球', '唱歌', '跳舞']
	}
*/
console.log(b);
/*
*{
    name: '张三',
    age: 19,
    like: ['打乒乓球', '唱歌', '跳舞']
	}
*/

3）图例

从上面中的代码可以看到，我们明明把 a 对象拷贝给 b 了，但是 b 最终打印出来的结果部分数据不变，部分数据却变了。这个时候很多小伙伴就很疑惑了，这究竟是为什么呢？

我们回顾上面所说到的关于 引用数据类型 的知识点，上述代码中的 b 中的 like ，是一个数组，也就是引用数据类型。我们都知道，引用数据类型的数据是存放于 栈和堆 当中的，所以上述中的 like 数组，我们将它视为一个地址，这个地址存放于 栈 当中，同时，这个地址里面的数据，就指向于 堆 当中。我们来看一下图例。

浅拷贝

从上图中可以看到，当对 a 中 like 的数据进行改变时，它对应的数据在 堆 中改变。而 b 拷贝后的 like 地址所指向的数据，也是跟 a 一样在 堆 中的位置。也就是说，a 和 b 中的 like 地址，它们的数据指向 堆 中的同一个位置，所以 b 在拷贝完数据以后，部分数据会随着 a 的变化而变化。这就是浅拷贝。

讲完浅拷贝，接下来来了解深拷贝。

（2）深拷贝 ​

1）定义：深拷贝就是，新拷贝的对象内部所有数据都是 独立存在 的，不会随着源对象的改变而改变。

2）深拷贝有两种方式：递归拷贝和利用 JSON 函数进行深拷贝。

  • 递归拷贝的实现原理是：对变量中的每个元素进行获取，若遇到基本类型值，直接获取；若遇到引用类型值，则继续对该值内部的每个元素进行获取。
  • JSON 深拷贝的实现原理是：将变量的值转为字符串形式，然后再转化为对象赋值给新的变量。

3）局限性：深拷贝的局限性在于，会忽略 undefined，不能序列化函数，不能解决循环引用的对象。

4）代码演示

js
// 深拷贝-递归函数方法分析
function deepCopy(obj) {
  // 判断是否为引用数据类型
  if (typeof obj === 'object') {
    let result = obj.constructor === Array ? [] : {};

    for (let i in obj) {
      result[i] = typeof obj[i] === 'object' ? deepCopy(obj[i]) : obj[i];
    }

    return result;
  }
  // 为基本数据类型，直接赋值返回
  else {
    return obj;
  }
}

// 深拷贝-递归函数方法实例
let c = {
  name: '张三',
  age: 12,
  like: ['打篮球', '打羽毛球', '打太极'],
};

let d = deepCopy(c);

c.name = '李四';
c.like[0] = '打乒乓球';
console.log(c);
/*
*{
    name: '李四',
    age: 19,
    like: ['打乒乓球', '打羽毛球', '打太极']
	}
*/
console.log(d);
/*
*{
    name: '张三',
    age: 19,
    like: ['打篮球', '打羽毛球', '打太极']
	}
*/
js
// 深拷贝-JSON函数方法实例
let c = {
  name: '张三',
  age: 19,
  like: ['打篮球', '唱歌', '跳舞'],
};

let d = JSON.parse(JSON.stringify(c));

// 注意： JSON函数做深度拷贝时不能拷贝正则表达式，Date，方法函数等

c.name = '李四';
c.like[0] = '打乒乓球';

console.log(c);
/*
*{
    name: '李四',
    age: 19,
    like: ['打乒乓球', '唱歌', '跳舞']
	}
*/
console.log(d);
/*
*{
    name: '张三',
    age: 19,
    like: ['打篮球', '唱歌', '跳舞']
	}
*/

从上述代码中可以看到，深拷贝后的数据各自都是独立存在的，不会随着源对象的变化而变化，这就是深拷贝。不过值得注意的是，在我们平常的开发中，用的更多的是递归函数来进行深拷贝，原因在于递归函数方法的灵活性会更强一点。而 JSON 函数方法有很多局限性，在做深度拷贝时不能拷贝正则表达式、Date、方法函数等。

四、前端与栈：函数调用堆栈 ​

在我们平常的开发中，经常会写很多函数，那函数在执行过程中，其实就是一个调用堆栈。接下来我们用一段代码来演示。

js
const func1 = () => {
  func2();
  console.log(3);
};

const func2 = () => {
  func3();
  console.log(4);
};

const func3 = () => {
  console.log(5);
};

func1(); //5 4 3

看到这里，很多小伙伴心中可能已经在构思整段代码的执行顺序是什么样的。接下来用一张图来展示。

函数调用堆栈

我们都知道， JavaScript 的执行环境是单线程的。所谓单线程是指一次只能完成一个任务，如果有多个任务，就必须排队，只有当前面一个任务完成时，才能执行后面一个任务，以此类推。上图中所演示的，即每调用一个函数，如果里面还有新的函数，那么就先把它放到调用堆栈里，等到所有任务都放满以后，开始依次执行。

而函数调用堆栈是一个典型的栈的数据结构，遵循后进先出原则，当 func1 ， func2 ， func3 依次放进调用栈后， 遵循后进先出原则 ，那么 func3 函数的内容会先被执行，之后是 func2 ，最后是 func1 。这就是函数调用堆栈。

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