【进阶4-2期】Object.assign 原理及其实现

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—— 以下是正文 ——

引言

上篇文章介绍了赋值、浅拷贝和深拷贝，其中介绍了很多赋值和浅拷贝的相关知识以及两者区别，限于篇幅只介绍了一种常用深拷贝方案。

本篇文章会先介绍浅拷贝 Object.assign 的实现原理，然后带你手动实现一个浅拷贝，并在文末留下一道面试题，期待你的评论。

浅拷贝 Object.assign

上篇文章介绍了其定义和使用，主要是将所有可枚举属性的值从一个或多个源对象复制到目标对象，同时返回目标对象。（来自 MDN）

语法如下所示：

Object.assign(target, ...sources)

其中 target 是目标对象，sources 是源对象，可以有多个，返回修改后的目标对象 target。

如果目标对象中的属性具有相同的键，则属性将被源对象中的属性覆盖。后来的源对象的属性将类似地覆盖早先的属性。

示例1

我们知道浅拷贝就是拷贝第一层的基本类型值，以及第一层的引用类型地址。

// 木易杨
// 第一步
let a = {
    name: "advanced",
    age: 18
}
let b = {
    name: "muyiy",
    book: {
        title: "You Don't Know JS",
        price: "45"
    }
}
let c = Object.assign(a, b);
console.log(c);
// {
// name: "muyiy",
// age: 18,
// book: {title: "You Don't Know JS", price: "45"}
// } 
console.log(a === c);
// true

// 第二步
b.name = "change";
b.book.price = "55";
console.log(b);
// {
// name: "change",
// book: {title: "You Don't Know JS", price: "55"}
// } 

// 第三步
console.log(a);
// {
// name: "muyiy",
// age: 18,
// book: {title: "You Don't Know JS", price: "55"}
// } 

1、在第一步中，使用 Object.assign 把源对象 b 的值复制到目标对象 a 中，这里把返回值定义为对象 c，可以看出 b 会替换掉 a 中具有相同键的值，即如果目标对象（a）中的属性具有相同的键，则属性将被源对象（b）中的属性覆盖。这里需要注意下，返回对象 c 就是 目标对象 a。

2、在第二步中，修改源对象 b 的基本类型值（name）和引用类型值（book）。

3、在第三步中，浅拷贝之后目标对象 a 的基本类型值没有改变，但是引用类型值发生了改变，因为 Object.assign() 拷贝的是属性值。假如源对象的属性值是一个指向对象的引用，它也只拷贝那个引用地址。

示例2

String 类型和 Symbol 类型的属性都会被拷贝，而且不会跳过那些值为 null 或 undefined 的源对象。

// 木易杨
// 第一步
let a = {
    name: "muyiy",
    age: 18
}
let b = {
    b1: Symbol("muyiy"),
    b2: null,
    b3: undefined
}
let c = Object.assign(a, b);
console.log(c);
// {
// name: "muyiy",
// age: 18,
// b1: Symbol(muyiy),
// b2: null,
// b3: undefined
// } 
console.log(a === c);
// true

Object.assign 模拟实现

实现一个 Object.assign 大致思路如下：

1、判断原生 Object 是否支持该函数，如果不存在的话创建一个函数 assign，并使用 Object.defineProperty 将该函数绑定到 Object 上。

2、判断参数是否正确（目标对象不能为空，我们可以直接设置{}传递进去,但必须设置值）。

3、使用 Object() 转成对象，并保存为 to，最后返回这个对象 to。

4、使用 for..in 循环遍历出所有可枚举的自有属性。并复制给新的目标对象（使用 hasOwnProperty 获取自有属性，即非原型链上的属性）。

实现代码如下，这里为了验证方便，使用 assign2 代替 assign。注意此模拟实现不支持 symbol 属性，因为ES5 中根本没有 symbol 。

// 木易杨
if (typeof Object.assign2 != 'function') {
  // Attention 1
  Object.defineProperty(Object, "assign2", {
    value: function (target) {
      'use strict';
      if (target == null) { // Attention 2
        throw new TypeError('Cannot convert undefined or null to object');
      }

      // Attention 3
      var to = Object(target);
        
      for (var index = 1; index < arguments.length; index++) {
        var nextSource = arguments[index];

        if (nextSource != null) {  // Attention 2
          // Attention 4
          for (var nextKey in nextSource) {
            if (Object.prototype.hasOwnProperty.call(nextSource, nextKey)) {
              to[nextKey] = nextSource[nextKey];
            }
          }
        }
      }
      return to;
    },
    writable: true,
    configurable: true
  });
}

测试一下

// 木易杨
// 测试用例
let a = {
    name: "advanced",
    age: 18
}
let b = {
    name: "muyiy",
    book: {
        title: "You Don't Know JS",
        price: "45"
    }
}
let c = Object.assign2(a, b);
console.log(c);
// {
// name: "muyiy",
// age: 18,
// book: {title: "You Don't Know JS", price: "45"}
// } 
console.log(a === c);
// true

针对上面的代码做如下扩展。

注意1：可枚举性

原生情况下挂载在 Object 上的属性是不可枚举的，但是直接在 Object 上挂载属性 a 之后是可枚举的，所以这里必须使用 Object.defineProperty，并设置 enumerable: false 以及 writable: true, configurable: true。

// 木易杨
for(var i in Object) {
    console.log(Object[i]);
}
// 无输出

Object.keys( Object );
// []

上面代码说明原生 Object 上的属性不可枚举。

我们可以使用 2 种方法查看 Object.assign 是否可枚举，使用 Object.getOwnPropertyDescriptor 或者 Object.propertyIsEnumerable 都可以，其中propertyIsEnumerable(..) 会检查给定的属性名是否直接存在于对象中（而不是在原型链上）并且满足 enumerable: true。具体用法如下：

// 木易杨
// 方法1
Object.getOwnPropertyDescriptor(Object, "assign");
// {
// value: ƒ, 
// writable: true, // 可写
// enumerable: false, // 不可枚举，注意这里是 false
// configurable: true // 可配置
// }

// 方法2
Object.propertyIsEnumerable("assign");
// false

上面代码说明 Object.assign 是不可枚举的。

介绍这么多是因为直接在 Object 上挂载属性 a 之后是可枚举的，我们来看如下代码。

// 木易杨
Object.a = function () {
    console.log("log a");
}

Object.getOwnPropertyDescriptor(Object, "a");
// {
// value: ƒ, 
// writable: true, 
// enumerable: true, // 注意这里是 true
// configurable: true
// }

Object.propertyIsEnumerable("a");
// true

所以要实现 Object.assign 必须使用 Object.defineProperty，并设置 writable: true, enumerable: false, configurable: true，当然默认情况下不设置就是 false。

// 木易杨
Object.defineProperty(Object, "b", {
    value: function() {
        console.log("log b");
    }
});

Object.getOwnPropertyDescriptor(Object, "b");
// {
// value: ƒ, 
// writable: false, // 注意这里是 false
// enumerable: false, // 注意这里是 false
// configurable: false // 注意这里是 false
// }

所以具体到本次模拟实现中，相关代码如下。

// 木易杨
// 判断原生 Object 中是否存在函数 assign2
if (typeof Object.assign2 != 'function') {
  // 使用属性描述符定义新属性 assign2
  Object.defineProperty(Object, "assign2", {
    value: function (target) { 
      ...
    },
    // 默认值是 false，即 enumerable: false
    writable: true,
    configurable: true
  });
}

注意2：判断参数是否正确

有些文章判断参数是否正确是这样的。

// 木易杨
if (target === undefined || target === null) {
	throw new TypeError('Cannot convert undefined or null to object');
}

这样肯定没问题，但是这样写没有必要，因为 undefined 和 null 是相等的（高程 3 P52 ），即 undefined == null 返回 true，只需要按照如下方式判断就好了。

// 木易杨
if (target == null) { // TypeError if undefined or null
	throw new TypeError('Cannot convert undefined or null to object');
}

注意3：原始类型被包装为对象

// 木易杨
var v1 = "abc";
var v2 = true;
var v3 = 10;
var v4 = Symbol("foo");

var obj = Object.assign({}, v1, null, v2, undefined, v3, v4); 
// 原始类型会被包装，null 和 undefined 会被忽略。
// 注意，只有字符串的包装对象才可能有自身可枚举属性。
console.log(obj); 
// { "0": "a", "1": "b", "2": "c" }

上面代码中的源对象 v2、v3、v4 实际上被忽略了，原因在于他们自身没有可枚举属性。

// 木易杨
var v1 = "abc";
var v2 = true;
var v3 = 10;
var v4 = Symbol("foo");
var v5 = null;

// Object.keys(..) 返回一个数组，包含所有可枚举属性
// 只会查找对象直接包含的属性，不查找[[Prototype]]链
Object.keys( v1 ); // [ '0', '1', '2' ]
Object.keys( v2 ); // []
Object.keys( v3 ); // []
Object.keys( v4 ); // []
Object.keys( v5 ); 
// TypeError: Cannot convert undefined or null to object

// Object.getOwnPropertyNames(..) 返回一个数组，包含所有属性，无论它们是否可枚举
// 只会查找对象直接包含的属性，不查找[[Prototype]]链
Object.getOwnPropertyNames( v1 ); // [ '0', '1', '2', 'length' ]
Object.getOwnPropertyNames( v2 ); // []
Object.getOwnPropertyNames( v3 ); // []
Object.getOwnPropertyNames( v4 ); // []
Object.getOwnPropertyNames( v5 ); 
// TypeError: Cannot convert undefined or null to object

但是下面的代码是可以执行的。

// 木易杨
var a = "abc";
var b = {
    v1: "def",
    v2: true,
    v3: 10,
    v4: Symbol("foo"),
    v5: null,
    v6: undefined
}

var obj = Object.assign(a, b); 
console.log(obj);
// { 
// [String: 'abc']
// v1: 'def',
// v2: true,
// v3: 10,
// v4: Symbol(foo),
// v5: null,
// v6: undefined 
// }

原因很简单，因为此时 undefined、true 等不是作为对象，而是作为对象 b 的属性值，对象 b 是可枚举的。

// 木易杨
// 接上面的代码
Object.keys( b ); // [ 'v1', 'v2', 'v3', 'v4', 'v5', 'v6' ]

这里其实又可以看出一个问题来，那就是目标对象是原始类型，会包装成对象，对应上面的代码就是目标对象 a 会被包装成 [String: 'abc']，那模拟实现时应该如何处理呢？很简单，使用 Object(..) 就可以了。

// 木易杨
var a = "abc";
console.log( Object(a) );
// [String: 'abc']

到这里已经介绍很多知识了，让我们再来延伸一下，看看下面的代码能不能执行。

// 木易杨
var a = "abc";
var b = "def";
Object.assign(a, b); 

答案是否定的，会提示以下错误。

// 木易杨
TypeError: Cannot assign to read only property '0' of object '[object String]'

原因在于 Object("abc") 时，其属性描述符为不可写，即 writable: false。

// 木易杨
var myObject = Object( "abc" );

Object.getOwnPropertyNames( myObject );
// [ '0', '1', '2', 'length' ]

Object.getOwnPropertyDescriptor(myObject, "0");
// { 
// value: 'a',
// writable: false, // 注意这里
// enumerable: true,
// configurable: false 
// }

同理，下面的代码也会报错。

// 木易杨
var a = "abc";
var b = {
  0: "d"
};
Object.assign(a, b); 
// TypeError: Cannot assign to read only property '0' of object '[object String]'

但是并不是说只要 writable: false 就会报错，看下面的代码。

// 木易杨
var myObject = Object('abc'); 

Object.getOwnPropertyDescriptor(myObject, '0');
// { 
// value: 'a',
// writable: false, // 注意这里
// enumerable: true,
// configurable: false 
// }

myObject[0] = 'd';
// 'd'

myObject[0];
// 'a'

这里并没有报错，原因在于 JS 对于不可写的属性值的修改静默失败（silently failed）,在严格模式下才会提示错误。

// 木易杨
'use strict'
var myObject = Object('abc'); 

myObject[0] = 'd';
// TypeError: Cannot assign to read only property '0' of object '[object String]'

所以我们在模拟实现 Object.assign 时需要使用严格模式。

注意4：存在性

如何在不访问属性值的情况下判断对象中是否存在某个属性呢，看下面的代码。

// 木易杨
var anotherObject = {
    a: 1
};

// 创建一个关联到 anotherObject 的对象
var myObject = Object.create( anotherObject );
myObject.b = 2;

("a" in myObject); // true
("b" in myObject); // true

myObject.hasOwnProperty( "a" ); // false
myObject.hasOwnProperty( "b" ); // true

这边使用了 in 操作符和 hasOwnProperty 方法，区别如下（你不知道的JS上卷 P119）：

1、in 操作符会检查属性是否在对象及其 [[Prototype]] 原型链中。

2、hasOwnProperty(..) 只会检查属性是否在 myObject 对象中，不会检查 [[Prototype]] 原型链。

Object.assign 方法肯定不会拷贝原型链上的属性，所以模拟实现时需要用 hasOwnProperty(..) 判断处理下，但是直接使用 myObject.hasOwnProperty(..) 是有问题的，因为有的对象可能没有连接到 Object.prototype 上（比如通过 Object.create(null) 来创建），这种情况下，使用 myObject.hasOwnProperty(..) 就会失败。

// 木易杨
var myObject = Object.create( null );
myObject.b = 2;

("b" in myObject); 
// true

myObject.hasOwnProperty( "b" );
// TypeError: myObject.hasOwnProperty is not a function

解决方法也很简单，使用我们在【进阶3-3期】中介绍的 call 就可以了，使用如下。

// 木易杨
var myObject = Object.create( null );
myObject.b = 2;

Object.prototype.hasOwnProperty.call(myObject, "b");
// true

所以具体到本次模拟实现中，相关代码如下。

// 木易杨
// 使用 for..in 遍历对象 nextSource 获取属性值
// 此处会同时检查其原型链上的属性
for (var nextKey in nextSource) {
    // 使用 hasOwnProperty 判断对象 nextSource 中是否存在属性 nextKey
    // 过滤其原型链上的属性
    if (Object.prototype.hasOwnProperty.call(nextSource, nextKey)) {
        // 赋值给对象 to,并在遍历结束后返回对象 to
        to[nextKey] = nextSource[nextKey];
    }
}

本期思考题

如何实现一个深拷贝？

参考

MDN 之 Object.assign()

ES2015系列(二) 理解 Object.assign