Object.freeze作用及使用方法详解

本篇文章主要是结合我之前面试的各种经历和实战开发中遇到的问题解决经验整理的，希望这篇《Object.freeze作用及使用方法详解》对你有很大帮助！欢迎收藏，分享给更多的需要的朋友学习~

Object.freeze 是 JavaScript 中用于冻结对象的方法，它阻止添加、删除或修改对象的顶层属性，但对嵌套对象无效。1. 它接收一个对象并返回被冻结的对象；2. 冻结后，属性不可变，严格模式下修改会抛出错误；3. 实现的是浅冻结，嵌套对象仍可被修改。应用场景包括防止配置对象被篡改、提升代码可预测性和调试效率。与 Object.seal 和 Object.preventExtensions 相比，freeze 最严格，seal 不允许增删属性但可修改值，preventExtensions 仅阻止新增属性。实现深冻结需递归冻结所有嵌套对象，并注意处理循环引用问题。

Object.freeze 是 JavaScript 提供的一个方法，它能让一个对象变得“冻结”，这意味着你不能再添加新的属性、删除已有属性、修改属性的枚举性、可配置性或写入性，也无法改变其原型。简单来说，一旦对象被冻结，它就不能再被改变了，至少是其第一层属性。

Object.freeze() 方法接收一个对象作为参数，并返回这个被冻结的对象。它的核心作用就是阻止对目标对象进行任何修改。当你尝试对一个冻结的对象进行添加、删除或修改属性的操作时，在严格模式下会抛出 TypeError 错误，在非严格模式下则会静默失败。需要特别注意的是，Object.freeze 实现的是浅冻结。这意味着如果一个对象内部包含其他对象（比如嵌套对象或数组），这些内部的对象本身并不会被冻结，它们仍然是可变的。这是我个人在使用时经常需要注意的一个点，因为有时候我们期望的是深冻结，但 freeze 并不提供这个功能。

const user = {
  name: '张三',
  age: 30,
  address: {
    city: '北京',
    zip: '100000'
  },
  hobbies: ['阅读', '编程']
};

Object.freeze(user);

// 尝试修改冻结对象的属性
user.name = '李四'; // 无效，严格模式下会报错
console.log(user.name); // 输出 '张三'

// 尝试添加新属性
user.gender = '男'; // 无效
console.log(user.gender); // 输出 undefined

// 尝试删除属性
delete user.age; // 无效
console.log(user.age); // 输出 30

// 尝试修改嵌套对象的属性（浅冻结的体现）
user.address.city = '上海'; // 有效！
console.log(user.address.city); // 输出 '上海'

// 尝试修改嵌套数组的元素
user.hobbies.push('旅行'); // 有效！
console.log(user.hobbies); // 输出 ['阅读', '编程', '旅行']

这个例子很直观地展示了 freeze 的浅层特性。对于 user 对象本身，它的直接属性被锁死了，但 user.address 和 user.hobbies 内部的内容，还是可以动的。这在处理复杂数据结构时，确实需要多想一步。

为什么我们需要冻结对象？它在实际开发中有哪些应用场景？

从我个人的经验来看，冻结对象最直接的价值在于提供数据不可变性。在很多复杂的应用中，尤其是涉及到状态管理或者共享数据时，我们经常会遇到数据被意外修改导致的问题，调试起来非常头疼。Object.freeze 提供了一个简单的机制来防止这种意外。

想象一下，你有一个配置对象，它定义了整个应用的常量或者某个模块的默认设置。如果这个配置对象在应用的某个角落被不小心修改了，可能会导致意想不到的行为。通过 Object.freeze 对其进行冻结，可以有效避免这种“运行时篡改”。

// 示例：冻结配置对象
const APP_CONFIG = Object.freeze({
  API_BASE_URL: 'https://api.example.com',
  TIMEOUT_MS: 5000,
  DEBUG_MODE: false
});

// 尝试修改配置
// APP_CONFIG.API_BASE_URL = 'http://localhost:3000'; // 严格模式下会报错，有效防止修改

// 在函数中传递冻结对象作为参数，确保其不会被函数内部修改
function processData(config) {
  // config.DEBUG_MODE = true; // 无法修改
  console.log('Processing data with config:', config.API_BASE_URL);
}

processData(APP_CONFIG);

此外，在一些函数式编程的范式中，不可变数据是核心理念。虽然 Object.freeze 只是一个浅层实现，但它至少能保证对象顶层属性的稳定。这对于构建更可预测、更易于测试的代码库非常有帮助。当你在调试一个bug，发现某个数据结构的值不对劲时，如果知道它是被冻结的，至少可以排除掉“被意外修改”这个可能性，缩小排查范围。这种确定性，在项目复杂起来的时候，价值真的很大。

Object.freeze与Object.seal、Object.preventExtensions有什么区别？

这三个方法都与对象的“可变性”有关，但它们提供的限制程度是不同的，就像是给对象上锁，但锁的级别不一样。

• Object.preventExtensions(): 这是最宽松的限制。它仅仅是阻止向对象添加新的属性。你仍然可以删除现有属性，也可以修改现有属性的值、枚举性、可配置性或写入性。

  const obj1 = { a: 1 };
  Object.preventExtensions(obj1);
  obj1.b = 2; // 无效
  console.log(obj1.b); // undefined
  delete obj1.a; // 有效
  console.log(obj1.a); // undefined
  // obj1.a = 10; // 即使被删除了，这里再赋值也无效，因为preventExtensions后不能添加

  这里有个小陷阱，如果属性已经被删除了，再尝试赋值，那其实是尝试添加新属性，所以也是无效的。

• Object.seal(): 比 preventExtensions 更进一步。它不仅阻止添加新属性，还阻止删除现有属性。但你仍然可以修改现有属性的值。属性的可配置性（configurable）会被设置为 false，这意味着你不能再删除它们，也不能改变它们的特性（比如从可写变为只读）。

  const obj2 = { a: 1, b: 2 };
  Object.seal(obj2);
  obj2.c = 3; // 无效
  delete obj2.a; // 无效
  obj2.b = 20; // 有效
  console.log(obj2.b); // 20

  在我看来，seal 就像是把对象的“形状”固定下来了，但里面的内容还是可以变的。

• Object.freeze(): 这是最严格的。它在 Object.seal 的基础上，进一步阻止了修改现有属性的值。所有属性的 writable 和 configurable 都会被设置为 false。这意味着，你不能添加、删除或修改任何属性。

  const obj3 = { a: 1, b: 2 };
  Object.freeze(obj3);
  obj3.c = 3; // 无效
  delete obj3.a; // 无效
  obj3.b = 20; // 无效
  console.log(obj3.b); // 2

  总的来说，可以想象成一个渐进的过程：

  • preventExtensions: 不能增加新房间。
  • seal: 不能增加新房间，也不能拆除旧房间，但房间里的家具可以换。
  • freeze: 不能增加新房间，不能拆除旧房间，连房间里的家具都不能换了。

理解这些区别，在选择如何保护对象时，就能做出更合适的决策。我发现很多人容易混淆这几个，但其实它们各自有明确的适用场景。

如何实现一个“深冻结”功能？

前面提到了 Object.freeze 是浅冻结，这在处理包含嵌套对象或数组的数据时，确实是个痛点。如果我真的需要整个数据结构都不可变，那么就需要自己动手实现一个“深冻结”函数。这通常涉及到递归地遍历对象的所有属性。

实现深冻结的核心思路是：遍历对象的所有属性，如果某个属性的值也是一个对象（且不是 null，也不是函数、日期、RegExp等不可冻结的内置对象），那么就递归地对这个内部对象也进行冻结。

function deepFreeze(obj) {
  // 检查对象是否为null或非对象类型，如果是，则直接返回，因为它们无法被冻结
  if (obj === null || typeof obj !== 'object' || obj instanceof Date || obj instanceof RegExp || typeof obj === 'function') {
    return obj;
  }

  // 获取对象的所有属性名
  const propNames = Object.getOwnPropertyNames(obj);

  // 遍历所有属性
  for (const name of propNames) {
    const value = obj[name];

    // 如果属性值是一个对象，并且它不是null，就递归地调用deepFreeze
    if (typeof value === 'object' && value !== null) {
      deepFreeze(value);
    }
  }

  // 最后冻结当前对象
  return Object.freeze(obj);
}

// 示例使用
const complexObj = {
  id: 1,
  data: {
    name: '产品A',
    details: {
      price: 100,
      currency: 'USD'
    }
  },
  tags: ['电子产品', '新上市'],
  config: null, // null 不会报错
  method: () => console.log('hello') // 函数也不会报错
};

const frozenComplexObj = deepFreeze(complexObj);

// 尝试修改顶层属性
frozenComplexObj.id = 2;
console.log(frozenComplexObj.id); // 1

// 尝试修改嵌套对象属性
frozenComplexObj.data.name = '产品B';
console.log(frozenComplexObj.data.name); // '产品A'

// 尝试修改更深层嵌套对象属性
frozenComplexObj.data.details.price = 120;
console.log(frozenComplexObj.data.details.price); // 100

// 尝试修改数组元素
frozenComplexObj.tags.push('热销');
console.log(frozenComplexObj.tags); // ['电子产品', '新上市']

// 尝试修改函数或null
frozenComplexObj.config = {}; // 无效
frozenComplexObj.method = () => console.log('world'); // 无效

实现深冻结时，需要注意循环引用（circular references）的问题。如果对象A引用了对象B，而对象B又引用了对象A，那么简单的递归可能会导致无限循环。不过，对于大多数实际应用场景，这种问题不常见，或者可以通过额外的机制（比如记录已访问过的对象）来避免。我这里提供的 deepFreeze 版本没有处理循环引用，在实际生产环境中，如果数据结构可能存在循环引用，需要引入一个 Set 来记录已经处理过的对象，避免无限递归

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