es6二进制数组--基础

Posted 2020-09-28 Macchiato

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了es6二进制数组--基础相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

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);