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【前端】JavaScript 变量引用、内存与数组赋值:深入解析三种情景


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本文专栏: 前端


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💯前言

  • JavaScript 是一种基于对象的脚本语言,常用于前端开发。初学者在使用 JavaScript 时,通常会遇到一些关于变量引用和赋值的困惑。本文将详细讨论三种不同的代码场景,结合 JavaScript 的变量引用与内存模型,深入分析为什么这些代码输出会如此不同。希望通过对这些原理的探讨,能够帮助您更好地理解 JavaScript 中的变量引用机制。

💯场景一:直接赋值与重新引用

首先,我们来看以下的代码片段:

var arr = [1, 2, 3];
var newArr = arr;
newArr = [3, 4, 5];
console.log(arr); // 输出是什么?

运行结果:

[1, 2, 3]

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为什么结果不是 [3, 4, 5]

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要理解这个问题,我们需要深入理解 JavaScript 中的变量赋值与引用的区别。


1. 引用与赋值的基本概念

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在 JavaScript 中,基本数据类型(如 numberstring 等)是按值传递的,而复杂数据类型(如数组、对象)是按引用传递的。

在代码中,var arr = [1, 2, 3] 创建了一个数组 [1, 2, 3],并且将其引用赋值给变量 arr。此时,arr 保存的是数组在内存中的引用(地址),而不是数组的值本身。

然后,执行 var newArr = arr;,这意味着 newArr 保存了与 arr 相同的引用。也就是说,newArrarr 都指向了相同的内存地址,这个内存中存储的是数组 [1, 2, 3]

当我们执行 newArr = [3, 4, 5]; 时,newArr 被重新赋值,指向了一个新的数组 [3, 4, 5] 的内存地址。此时,newArr 不再指向原来的数组 [1, 2, 3],而是指向了一个全新的数组。而 arr 依然保持指向原始数组的引用,因此打印 arr 时结果仍然是 [1, 2, 3]


2. 图示分析

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  • 初始状态:

    • arrnewArr 都指向 [1, 2, 3]
  • 重新赋值后:

    • newArr 指向新的数组 [3, 4, 5]
    • arr 依然指向原数组 [1, 2, 3]
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关键总结

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在 JavaScript 中,给一个变量赋予一个新的数组时,并不会改变原来的数组,而是创建了一个新的引用。如果希望改变所有引用同一数组的变量,那么需要对数组本身进行修改,而不是重新赋值。


💯场景二:引用指向的变化

接下来看第二个代码片段:

var arr = [1, 2, 3];
var newArr = arr;
arr = [4, 5, 6];
console.log(newArr); // 输出是什么?

运行结果:

[1, 2, 3]

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为什么结果还是 [1, 2, 3]

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在这个场景中,我们遇到了类似的问题。在执行 var newArr = arr; 之后,newArrarr 都指向同一个数组 [1, 2, 3]。但是,当执行 arr = [4, 5, 6]; 时,arr 被重新赋值,指向了一个新的数组 [4, 5, 6]

需要注意的是,这种赋值不会影响到 newArr,因为 newArr 依旧保持指向原来的数组 [1, 2, 3]。简单来说,arr 重新指向了一个新的对象,而 newArr 还在指向原来的数组。


对象引用与原始数据的区别

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在 JavaScript 中,对象、数组等复杂数据类型的变量并不直接保存数据的值,而是保存引用。当我们对变量重新赋值时,我们只是改变了它指向的内存地址,而原来的引用仍然有效。这也是为什么在打印 newArr 时,它依旧指向 [1, 2, 3]


重新赋值与直接修改的差异

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如果我们希望改变 newArr 也能看到新数组的变化,就不能直接给 arr 重新赋值,而是需要修改数组本身的内容,比如:

arr.push(4);

这样,arrnewArr 都会看到新的内容。


💯场景三:修改数组内容

最后,我们来看第三个代码片段:

var arr = [1, 2, 3];
var newArr = arr;
arr[2] = 6;
console.log(newArr); // 输出是什么?

运行结果:

[1, 2, 6]

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为什么结果变成了 [1, 2, 6]

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在这里,我们需要理解的一个重要概念是“修改数组的内容”和“重新赋值”的区别。

  1. var arr = [1, 2, 3]; 创建了一个数组,并将其引用赋值给 arr
  2. var newArr = arr;arr 的引用赋值给 newArr,此时 arrnewArr 都指向同一个数组。
  3. arr[2] = 6; 直接修改了数组的第三个元素。

由于 arrnewArr 都指向相同的数组,这意味着对数组内容的任何更改对这两个变量都是可见的。因此,当 arr[2] 被修改为 6 时,newArr 看到的也是修改后的数组 [1, 2, 6]


JavaScript 中的内存共享

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在 JavaScript 中,数组和对象是通过引用来传递的。当多个变量引用同一个数组时,修改这个数组的内容将影响到所有引用该数组的变量。这种行为称为内存共享。

要理解内存共享,可以将数组或对象看作是存在于某个位置的数据块,而变量是指向这个数据块的“指针”。当我们通过一个变量修改数据块时,所有引用这个数据块的变量都会反映出相应的变化。
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💯深入理解 JavaScript 的内存模型与赋值行为

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为了更好地理解上述三种情况,我们还需要进一步了解 JavaScript 的内存管理和变量赋值行为。


1. JavaScript 中的值类型和引用类型

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JavaScript 中的数据类型分为两类:

  • 基本数据类型(值类型):包括 NumberStringBooleanNullUndefinedSymbolBigInt。这些类型的数据是按值传递的,这意味着每个变量都存储数据的副本。
  • 引用数据类型:包括 ObjectArrayFunction 等。这些类型的数据是按引用传递的,变量保存的是对象的内存地址,而不是对象本身。

对于基本数据类型,变量赋值是直接复制值的副本,因此两个变量之间不会互相影响。对于引用类型,变量保存的是对象在内存中的地址,两个引用指向相同的地址意味着它们共享相同的内存内容。


2. 内存分配与垃圾回收

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JavaScript 的内存分为两种主要区域:

  • 栈内存(Stack Memory):用于存储基本类型的值和引用类型的引用。
  • 堆内存(Heap Memory):用于存储引用类型的实际内容(对象、数组等)。

当执行赋值操作 var newArr = arr 时,newArrarr 都指向堆内存中的同一个数组对象,因此对数组内容的修改对这两个变量来说是可见的。而当重新赋值 arr = [4, 5, 6] 时,arr 被重新赋予了一个新的引用,因此它和 newArr 分道扬镳。


💯如何避免引用带来的问题

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在实际开发中,共享引用数据类型可能会带来一些不可预见的副作用,因此有时我们希望克隆数组或对象,以避免修改对其他变量产生影响。


1. 浅拷贝与深拷贝

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浅拷贝 只复制对象的第一层引用,而 深拷贝 会递归复制所有嵌套的对象和数组。

  • 浅拷贝的方法:使用 Object.assign() 或展开运算符 ...

    var arr = [1, 2, 3];
    var shallowCopy = [...arr]; // 浅拷贝
    shallowCopy[0] = 9;
    console.log(arr); // [1, 2, 3]
    console.log(shallowCopy); // [9, 2, 3]
    
  • 深拷贝的方法:使用 JSON.parse(JSON.stringify(obj))(这种方式有局限性,无法拷贝函数和某些特殊对象)。

    var obj = { a: 1, b: { c: 2 } };
    var deepCopy = JSON.parse(JSON.stringify(obj));
    deepCopy.b.c = 9;
    console.log(obj.b.c); // 2
    console.log(deepCopy.b.c); // 9
    

2. 使用 Object.assignlodash.cloneDeep

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Object.assign() 可以用来实现对象的浅拷贝,而 lodash 库提供了一个更强大的深拷贝方法 _.cloneDeep(),可以递归地复制嵌套的对象和数组。


💯小结

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    在 JavaScript 中,理解变量赋值、引用以及内存模型对于掌握语言的行为至关重要。在本文中,我们详细探讨了三种代码场景,并通过对比分析深入理解了以下几点:
  1. 变量赋值与引用:赋值为引用数据类型时,变量保存的是内存地址,而不是数据本身。因此,重新赋值并不会影响其他引用该数据的变量。
  2. 内存模型:JavaScript 中,栈内存用于存储基本类型和引用地址,而堆内存用于存储复杂对象的内容。对引用对象的操作会影响到所有指向该内存地址的变量。
  3. 修改数组内容与重新赋值:直接修改数组的内容会影响所有引用该数组的变量,而重新赋值则会让变量指向一个新的对象,不影响其他引用。

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