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es6二进制数组--基础
一、概念
二进制数组由 ArrayBuffer对象 TypeArray 视图和DataView视图 三部分组成是javascript操作二进制数据的一个接口。
早在2011年2月就已经发布,但是由于ES6 的出现,将这些对象添加了一些新的方法。它是一种类似C语言中直接操作字节的机制。
产生背景
这个接口的原始设计目的,与WebGL项目有关。所谓WebGL,就是指浏览器与显卡之间的通信接口,为了满足JavaScript与显卡之间大量的、
实时的数据交换,它们之间的数据通信必须是二进制的,而不能是传统的文本格式。文本格式传递一个32位整数,两端的JavaScript脚本与显卡都要进行格式转化,将非常耗时。
这时要是存在一种机制,可以像C语言那样,直接操作字节,将4个字节的32位整数,以二进制形式原封不动地送入显卡,脚本的性能就会大幅提升。
它很像C语言的数组,允许开发者以数组下标的形式,直接操作内存,大大增强了JavaScript处理二进制数据的能力,使得开发者有可能通过JavaScript与操作系统的原生接口进行二进制通信。
二、ArrayBuffer对象:代表原始的二进制数据。可以通过TypeArray 进行操作,即可以操作内存
它不能直接读写,只能通过(TypedArray
和DataView
)来读写。
ArrayBuffer
也是一个构造函数,可以分配一段可以存放数据的连续内存区域。
例如我想生成一段32字节的内存区域,每个字节的值默认都是0,就可以这样创建:
var buffer32 = new ArrayBuffer(32);
var buffer = new ArrayBuffer();
console.log(buf);
如上图所示:
ArrayBuffer 的实力上 有一个 byteLength的属性,原型上有一个slice方法,还有共有方法 isView 下面我们来给大家一一解读
byteLength
:是ArrayBuffer
实例的属性,返回所分配的内存区域的字节长度。
buffer32.byteLength == 32 true
需要注意的是:如果你想分配一块比较大的内存区域,需要检查是否分配成功,因为可能没有那么多的连续空余内存。
if(buffer.byteLength === n){
//成功
}else{
//失败
}
slice
:有两个参数,第一个参数表示开始拷贝的字节序号(包含此字节),第二个参数表示截止拷贝的字节序号(不含此字节),如果省略第二个参数,则默认截止到原ArrayBuffer
对象的结尾。
slice
:是ArrayBuffer
实例的一个方法,允许将内存区域的一部分,拷贝生成一个新的ArrayBuffer
对象。
var buffer = new ArrayBuffer(8);
var newBuffer = buffer.slice(0, 3);
console.log(buffer); // { byteLength: 8 }
console.log(newBuffer);//{ byteLength: 3 }
ArrayBuffer.isView()
isView
:是ArrayBuffer
的一个静态方法,返回一个布尔值,表示参数是否为ArrayBuffer
的视图实例。这个方法大致相当于判断参数,是否为TypedArray
实例或DataView
实例。
var buffer = new ArrayBuffer(8);
ArrayBuffer.isView(buffer) // false
var v = new Int32Array(buffer);
ArrayBuffer.isView(v) // true
三. TypedArray 视图
TypedArray数组只提供9种固定的构造函数,用来生成相应类型的数组实例。
(1)TypedArray(buffer, byteOffset=0, length?)
视图的构造函数可以接受三个参数:
-
第一个参数(必需):视图对应的底层
ArrayBuffer
对象。 -
第二个参数(可选):视图开始的字节序号,默认从0开始。
-
第三个参数(可选):视图包含的数据个数,默认直到本段内存区域结束。
// 创建一个8字节的ArrayBuffer
var b = new ArrayBuffer(8);
// 创建一个指向b的Int32视图,开始于字节0,直到缓冲区的末尾
var v1 = new Int32Array(b); // [0, 0] 不是很理解
// 创建一个指向b的Uint8视图,开始于字节2,直到缓冲区的末尾
var v2 = new Uint8Array(b, 2);//[0, 0, 0, 0, 0, 0]
// 创建一个指向b的Int16视图,开始于字节2,长度为2
var v3 = new Int16Array(b, 2, 2);//
[0, 0]
v1[0]是一个32位整数,指向字节0~字节3;v2[0]是一个8位无符号整数,指向字节2;v3[0]是一个16位整数,指向字节2~字节3。只要任何一个视图对内存有所修改,就会在另外两个视图上反应出来。
注:byteOffset必须与所要建立的数据类型一致,比如:带符号的16位整数需要两个字节,所以byteOffset参数必须能够被2整除
(2)TypedArray(length)
视图还可以不通过ArrayBuffer
对象,直接分配内存而生成。
var f64a = new Float64Array(8); //64字节
f64a[0] = 10;
f64a[1] = 20;
f64a[2] = f64a[0] + f64a[1]; // 30
(3)TypedArray(typedArray)
TypedArray
数组的构造函数,可以接受另一个TypedArray
实例作为参数。
var typedArray = new Int8Array(new Uint8Array(4));
注:新数组会开辟一段新的内存存数据。
var x = new Int8Array([1, 1]);
var y = new Int8Array(x);
x[0] // 1
y[0] // 1
x[0] = 2;
y[0] // 1
//基于同一段内存
var x = new Int8Array([1, 1]);
var y = new Int8Array(x.buffer);
x[0] // 1
y[0] // 1
x[0] = 2;
y[0] // 2
(4)TypedArray(arrayLikeObject)
//普通数组生成TypedArray实例
var typedArray = new Uint8Array([1, 2, 3, 4]);
//这时TypedArray视图会重新开辟内存,不会在原数组的内存上建立视图
//TypedArray数组转换回普通数组
var normalArray = Array.prototype.slice.call(typedArray);
需要注意的是:TypedArray数组除了没有concat方法之外,拥有普通数组所有的操作方法和属性
如果想要合并多个TypedArray数组,可以用下面这个函数。
function concatenate(resultConstructor, ...arrays) {
let totalLength = 0;
for (let arr of arrays) {
totalLength += arr.length;
}
let result = new resultConstructor(totalLength);
let offset = 0;
for (let arr of arrays) {
result.set(arr, offset);
offset += arr.length;
}
return result;
}
concatenate(Uint8Array, Uint8Array.of(1, 2), Uint8Array.of(3, 4))
// Uint8Array [1, 2, 3, 4]
TypedArray数组也可以被遍历。
let ui8 = Uint8Array.of(0, 1, 2);
for (let byte of ui8) {
console.log(byte);
}
// 0
// 1
// 2
ArrayBuffer 与字符串的互相转换
注:字符串的编码方法是确定的,才可以相互转换。
// ArrayBuffer转为字符串,参数为ArrayBuffer对象
function ab2str(buf) {
return String.fromCharCode.apply(null, new Uint16Array(buf));
}
// 字符串转为ArrayBuffer对象,参数为字符串
function str2ab(str) {
var buf = new ArrayBuffer(str.length * 2); // 每个字符占用2个字节
var bufView = new Uint16Array(buf);
for (var i = 0, strLen = str.length; i < strLen; i++) {
bufView[i] = str.charCodeAt(i);
}
return buf;
}
TypedArray.prototype.buffer
:返回整段内存区域对应的ArrayBuffer对象,属性为只读。
TypedArray.prototype.byteLength
:返回TypedArray数组占据的内存长度,单位为字节,属性为只读。
TypedArray.prototype.byteOffset
:返回TypedArray数组从底层ArrayBuffer对象的哪个字节开始,属性为只读。
TypedArray.prototype.length
:TypedArray数组含有多少个成员。
TypedArray.prototype.set()
:用于复制数组(普通数组或TypedArray数组)。
TypedArray.prototype.subarray()
:对于TypedArray数组的一部分,再建立一个新的视图。
TypedArray.prototype.slice()
:返回一个指定位置的新的TypedArray实例。
TypedArray.of()
:用于将参数转为一个TypedArray实例。
TypedArray.from()
:返回一个基于这个结构的TypedArray实例。
3. 复合视图
var buffer = new ArrayBuffer(24);
var idView = new Uint32Array(buffer, 0, 1);
var usernameView = new Uint8Array(buffer, 4, 16);
var amountDueView = new Float32Array(buffer, 20, 1);
上面代码将一个24字节长度的ArrayBuffer对象,分成三个部分:
-
字节0到字节3:1个32位无符号整数
-
字节4到字节19:16个8位整数
-
字节20到字节23:1个32位浮点数
4. DataView视图
DataView
实例有以下属性,含义与TypedArray
实例的同名方法相同。
-
DataView.prototype.buffer:返回对应的ArrayBuffer对象
-
DataView.prototype.byteLength:返回占据的内存字节长度
-
DataView.prototype.byteOffset:返回当前视图从对应的ArrayBuffer对象的哪个字节开始
DataView
实例提供8个方法读取内存。
-
getInt8:读取1个字节,返回一个8位整数。
-
getUint8:读取1个字节,返回一个无符号的8位整数。
-
getInt16:读取2个字节,返回一个16位整数。
-
getUint16:读取2个字节,返回一个无符号的16位整数。
-
getInt32:读取4个字节,返回一个32位整数。
-
getUint32:读取4个字节,返回一个无符号的32位整数。
-
getFloat32:读取4个字节,返回一个32位浮点数。
-
getFloat64:读取8个字节,返回一个64位浮点数。
DataView
视图提供8个方法写入内存。
-
setInt8:写入1个字节的8位整数。
-
setUint8:写入1个字节的8位无符号整数。
-
setInt16:写入2个字节的16位整数。
-
setUint16:写入2个字节的16位无符号整数。
-
setInt32:写入4个字节的32位整数。
-
setUint32:写入4个字节的32位无符号整数。
-
setFloat32:写入4个字节的32位浮点数。
-
setFloat64:写入8个字节的64位浮点数。
es6二进制数组--基础