二进制数组(ArrayBuffer对象、TypedArray视图和DataView视图)是javascript操作二进制数据的一个接口。这些对象早就存在,属于独立的规格(2011年2月发布),ES6将它们纳入了ECMAScript规格,并且增加了新的方法。本文将详细介绍二进制数组
引入
二进制数组的原始设计目的,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
二进制数组就是在这种背景下诞生的。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
二进制数组由三类对象组成
1、ArrayBuffer对象:代表内存之中的一段二进制数据,可以通过“视图”进行操作。“视图”部署了数组接口,这意味着,可以用数组的方法操作内存
2、TypedArray(类型化数组):共包括9种类型的类型化数组,比如Uint8Array(无符号8位整数)数组,Int16Array(16位整数)数组,Float32Array(32位浮点数)数组等等
3、DataView(数据视图):可以自定义复合格式的视图,比如第一个字节是Uint8(无符号8位整数)、第二、三个字节是Int16(16位整数)、第四个字节开始是Float32(32位浮点数)等等,此外还可以自定义字节序
简单说,ArrayBuffer对象代表原始的二进制数据,TypedArray(类型化数组)用来读写简单类型的二进制数据,DataView(数据视图)用来读写复杂类型的二进制数据
[注意]二进制数组并不是真正的数组,而是类数组对象
很多浏览器操作的API,用到了二进制数组操作二进制数据,比如:File API、XMLHttpRequest、Fetch API、Canvas、WebSockets
ArrayBuffer
ArrayBuffer对象代表储存二进制数据的一段内存,它不能直接读写,只能通过TypedArray(类型化数组)和DataView(数据视图)以指定格式解读二进制数据
[注意]IE9-浏览器不支持
ArrayBuffer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。参数length表示要创建的数组缓冲区的大小,即所需要的内存大小(以字节为单位)。最终返回一个新的拥有指定大小的ArrayBuffer对象。它的内容都被初始化为0
new ArrayBuffer(length)
下面代码生成了一段32字节的内存区域,为了读写这段内容,需要为它指定视图。比如DataView数据视图,它的创建,需要提供ArrayBuffer对象实例作为参数。代码对一段32字节的内存,建立DataView视图,然后以不带符号的8位整数格式,读取第一个元素,结果得到0,因为原始内存的ArrayBuffer对象,默认所有位都是0
var buf = new ArrayBuffer(32);var dataView = new DataView(buf); dataView.getUint8(0) // 0
另一种TypedArray视图(类型化数组),与DataView数据视图的一个区别是,它不是一个构造函数,而是一组构造函数,代表不同的数据格式
var buffer = new ArrayBuffer(12);var x1 = new Int32Array(buffer); x1[0] = 1;var x2 = new Uint8Array(buffer); x2[0] = 2; x1[0] // 2
上面代码对同一段内存,分别建立两种视图:32位带符号整数(Int32Array构造函数)和8位不带符号整数(Uint8Array构造函数)。由于两个视图对应的是同一段内存,一个视图修改底层内存,会影响到另一个视图
TypedArray视图(类型化数组)的构造函数,除了接受ArrayBuffer实例作为参数,还可以接受普通数组作为参数,直接分配内存生成底层的ArrayBuffer实例,并同时完成对这段内存的赋值
var typedArray = new Uint8Array([0,1,2]); typedArray.length // 3typedArray[0] = 5; typedArray // [5, 1, 2]
上面代码使用TypedArray视图的Uint8Array构造函数,新建一个不带符号的8位整数视图。可以看到,Uint8Array直接使用普通数组作为参数,对底层内存的赋值同时完成
【ArrayBuffer.prototype.byteLength】
ArrayBuffer实例的byteLength属性,返回所分配的内存区域的字节长度
var buffer = new ArrayBuffer(32); buffer.byteLength// 32
如果分配的内存区域很大,有可能分配失败(因为没有那么多连续空余内存),所以有必要检查是否分配成功
if (buffer.byteLength === n) {// 成功} else {// 失败}
【ArrayBuffer.prototype.slice()】
ArrayBuffer实例有一个slice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);
上面代码拷贝buffer对象的前3个字节(从0开始,到第3个字节前面结束),生成一个新的ArrayBuffer对象。slice方法其实包含两步,第一步是先分配一段新内存,第二步是将原来那个ArrayBuffer对象拷贝过去
slice方法接受两个参数,第一个参数表示拷贝开始的字节序号(含该字节),第二个参数表示拷贝截止的字节序号(不含该字节)。如果省略第二个参数,则默认到原ArrayBuffer对象的结尾
除了slice(),ArrayBuffer对象不提供任何直接读写内存的方法,只允许在其上建立视图,然后通过视图读写
【ArrayBuffer.isView()】
ArrayBuffer有一个静态方法isView,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) // falsevar v = new Int32Array(buffer); ArrayBuffer.isView(v) // true
类型化数组
ArrayBuffer对象作为内存区域,可以存放多种类型的数据。同一段内存,不同数据有不同的解读方式,这就叫做“视图”(view)。ArrayBuffer有两种视图,一种是TypedArray视图,又翻译为类型化数组。另一种是DataView视图,又翻译为数据视图。前者的数组成员都是同一个数据类型,后者的数组成员可以是不同的数据类型
目前,TypedArray视图(类型化数组)一共包括9种类型,每一种视图都是一种构造函数
数据类型 字节长度 含义 对应的C语言类型 Int8 1 8位带符号整数 signed charUint8 1 8位不带符号整数 unsigned charUint8C 1 8位不带符号整数(自动过滤溢出) unsigned charInt16 2 16位带符号整数 shortUint16 2 16位不带符号整数 unsigned shortInt32 4 32位带符号整数 intUint32 4 32位不带符号的整数 unsigned intFloat32 4 32位浮点数 floatFloat64 8 64位浮点数 double
这9个构造函数生成的数组,统称为TypedArray视图(类型化数组)。它们很像普通数组,都有length属性,都能用方括号运算符([])获取单个元素,所有数组的方法,在它们上面都能使用。普通数组与TypedArray数组的差异主要在以下方面
1、TypedArray数组的所有成员,都是同一种类型
2、TypedArray数组的成员是连续的,不会有空位
3、TypedArray数组成员的默认值为0。比如,new Array(10)返回一个普通数组,里面没有任何成员,只是10个空位;new Uint8Array(10)返回一个TypedArray数组,里面10个成员都是0
4、TypedArray数组只是一层视图,本身不储存数据,它的数据都储存在底层的ArrayBuffer对象之中,要获取底层对象必须使用buffer属性
【构造函数】
TypedArray数组提供9种构造函数,用来生成相应类型的数组实例
构造函数有多种用法
1、TypedArray(buffer [, byteOffset [, length]])
该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
同一个ArrayBuffer对象之上,可以根据不同的数据类型,建立多个视图
// 创建一个8字节的ArrayBuffervar 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);// 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);// 创建一个指向b的Int16视图,开始于字节2,长度为2var v3 = new Int16Array(b, 2, 2);
上面代码在一段长度为8个字节的内存(b)之上,生成了三个视图:v1、v2和v3。因此,v1、v2和v3是重叠的: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
[注意]byteOffset必须与所要建立的数据类型一致,否则会报错
var buffer = new ArrayBuffer(8);var i16 = new Int16Array(buffer, 1);// Uncaught RangeError: start offset of Int16Array should be a multiple of 2
上面代码中,新生成一个8个字节的ArrayBuffer对象,然后在这个对象的第一个字节,建立带符号的16位整数视图,结果报错。因为,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
如果想从任意字节开始解读ArrayBuffer对象,必须使用DataView视图(数据视图),因为TypedArray视图只提供9种固定的解读格式
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); f64a[0] = 10; f64a[1] = 20; f64a[2] = f64a[0] + f64a[1];
上面代码生成一个8个成员的Float64Array数组(共64字节),然后依次对每个成员赋值。这时,视图构造函数的参数就是成员的个数。可以看到,视图数组的赋值操作与普通数组的操作毫无两样
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));
上面代码中,Int8Array构造函数接受一个Uint8Array实例作为参数。
[注意]此时生成的新数组,只是复制了参数数组的值,对应的底层内存是不一样的。新数组会开辟一段新的内存储存数据,不会在原数组的内存之上建立视图
var x = new Int8Array([1, 1]);var y = new Int8Array(x); x[0] // 1y[0] // 1x[0] = 2; y[0] // 1
上面代码中,数组y是以数组x为模板而生成的,当x变动的时候,y并没有变动。
如果想基于同一段内存,构造不同的视图,可以采用下面的写法
var x = new Int8Array([1, 1]);var y = new Int8Array(x.buffer); x[0] // 1y[0] // 1x[0] = 2; y[0] // 2
4、TypedArray(arrayLikeObject)
构造函数的参数也可以是一个普通数组,然后直接生成TypedArray实例
var typedArray = new Uint8Array([1, 2, 3, 4]);
[注意]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
上面代码从一个普通的数组,生成一个8位无符号整数的TypedArray实例
TypedArray数组也可以转换回普通数组
var normalArray = Array.prototype.slice.call(typedArray);
【静态属性和方法】
BYTES_PER_ELEMENT
BYTES_PER_ELEMENT属性代表了强类型数组中每个元素所占用的字节数
Int8Array.BYTES_PER_ELEMENT; // 1Uint8Array.BYTES_PER_ELEMENT; // 1Uint8ClampedArray.BYTES_PER_ELEMENT; // 1Int16Array.BYTES_PER_ELEMENT; // 2Uint16Array.BYTES_PER_ELEMENT; // 2Int32Array.BYTES_PER_ELEMENT; // 4Uint32Array.BYTES_PER_ELEMENT; // 4Float32Array.BYTES_PER_ELEMENT; // 4Float64Array.BYTES_PER_ELEMENT; // 8
name
name属性是描述类型数组构造名的字符串值
Int8Array.name; // "Int8Array"Uint8Array.name; // "Uint8Array"Uint8ClampedArray.name; // "Uint8ClampedArray"Int16Array.name; // "Int16Array"Uint16Array.name; // "Uint16Array"Int32Array.name; // "Int32Array"Uint32Array.name; // "Uint32Array"Float32Array.name; // "Float32Array"Float64Array.name; // "Float64Array"
of()
静态方法TypedArray.of()用于将参数转为一个TypedArray实例
Float32Array.of(0.151, -8, 3.7)// Float32Array [ 0.151, -8, 3.7 ]
下面三种方法都会生成同样一个TypedArray数组
// 方法一let tarr = new Uint8Array([1,2,3]);// 方法二let tarr = Uint8Array.of(1,2,3);// 方法三let tarr = new Uint8Array(3); tarr[0] = 1; tarr[1] = 2; tarr[2] = 3;
from()
静态方法TypedArray.from()接受一个可遍历的数据结构(比如数组)作为参数,返回一个基于这个结构的TypedArray实例
Uint16Array.from([0, 1, 2])// Uint16Array [ 0, 1, 2 ]
这个方法还可以将一种TypedArray实例,转为另一种
var ui16 = Uint16Array.from(Uint8Array.of(0, 1, 2)); ui16 instanceof Uint16Array // true
from方法还可以接受一个函数,作为第二个参数,用来对每个元素进行遍历,功能类似map方法。
Int8Array.of(127, 126, 125).map(x => 2 * x)// Int8Array [ -2, -4, -6 ]Int16Array.from(Int8Array.of(127, 126, 125), x => 2 * x)// Int16Array [ 254, 252, 250 ]
上面的例子中,from方法没有发生溢出,这说明遍历不是针对原来的8位整数数组。也就是说,from会将第一个参数指定的TypedArray数组,拷贝到另一段内存之中,处理之后再将结果转成指定的数组格式
【字节序】
字节序指的是数值在内存中的表示方式
var buffer = new ArrayBuffer(16);var int32View = new Int32Array(buffer);for (var i = 0; i < int32View.length; i++) { int32View[i] = i * 2; }
上面代码生成一个16字节的ArrayBuffer对象,然后在它的基础上,建立了一个32位整数的视图。由于每个32位整数占据4个字节,所以一共可以写入4个整数,依次为0,2,4,6
如果在这段数据上接着建立一个16位整数的视图,则可以读出完全不一样的结果
var int16View = new Int16Array(buffer);for (var i = 0; i < int16View.length; i++) { console.log("Entry " + i + ": " + int16View[i]); }// Entry 0: 0// Entry 1: 0// Entry 2: 2// Entry 3: 0// Entry 4: 4// Entry 5: 0// Entry 6: 6// Entry 7: 0
由于每个16位整数占据2个字节,所以整个ArrayBuffer对象现在分成8段。然后,由于x86体系的计算机都采用小端字节序(little endian),相对重要的字节排在后面的内存地址,相对不重要字节排在前面的内存地址,所以就得到了上面的结果
比如,一个占据四个字节的16进制数0x12345678,决定其大小的最重要的字节是“12”,最不重要的是“78”。小端字节序将最不重要的字节排在前面,储存顺序就是78563412;大端字节序则完全相反,将最重要的字节排在前面,储存顺序就是12345678。目前,所有个人电脑几乎都是小端字节序,所以TypedArray数组内部也采用小端字节序读写数据,或者更准确的说,按照本机操作系统设定的字节序读写数据
这并不意味大端字节序不重要,事实上,很多网络设备和特定的操作系统采用的是大端字节序。这就带来一个严重的问题:如果一段数据是大端字节序,TypedArray数组将无法正确解析,因为它只能处理小端字节序!为了解决这个问题,javascript引入DataView对象,可以设定字节序,下文会详细介绍
下面是另一个例子
// 假定某段buffer包含如下字节 [0x02, 0x01, 0x03, 0x07]var buffer = new ArrayBuffer(4);var v1 = new Uint8Array(buffer); v1[0] = 2; v1[1] = 1; v1[2] = 3; v1[3] = 7;var uInt16View = new Uint16Array(buffer);// 计算机采用小端字节序// 所以头两个字节等于258if (uInt16View[0] === 258) { console.log('OK'); // "OK"}// 赋值运算uInt16View[0] = 255; // 字节变为[0xFF, 0x00, 0x03, 0x07]uInt16View[0] = 0xff05; // 字节变为[0x05, 0xFF, 0x03, 0x07]uInt16View[1] = 0x0210; // 字节变为[0x05, 0xFF, 0x10, 0x02]
下面的函数可以用来判断,当前视图是小端字节序,还是大端字节序
const BIG_ENDIAN = Symbol('BIG_ENDIAN'); const LITTLE_ENDIAN = Symbol('LITTLE_ENDIAN');function getPlatformEndianness() { let arr32 = Uint32Array.of(0x12345678); let arr8 = new Uint8Array(arr32.buffer); switch ((arr8[0]*0x1000000) + (arr8[1]*0x10000) + (arr8[2]*0x100) + (arr8[3])) { case 0x12345678: return BIG_ENDIAN; case 0x78563412: return LITTLE_ENDIAN; default: throw new Error('Unknown endianness'); } }
总之,与普通数组相比,TypedArray数组的最大优点就是可以直接操作内存,不需要数据类型转换,所以速度快得多
【ArrayBuffer与字符串的互相转换】
ArrayBuffer转为字符串,或者字符串转为ArrayBuffer,有一个前提,即字符串的编码方法是确定的。假定字符串采用UTF-16编码(javascript的内部编码方式),可以自己编写转换函数
// 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; }
【溢出】
不同的视图类型,所能容纳的数值范围是确定的。超出这个范围,就会出现溢出。比如,8位视图只能容纳一个8位的二进制值,如果放入一个9位的值,就会溢出
TypedArray数组的溢出处理规则,简单来说,就是抛弃溢出的位,然后按照视图类型进行解释
var uint8 = new Uint8Array(1); uint8[0] = 256; uint8[0] // 0uint8[0] = -1; uint8[0] // 255
上面代码中,uint8是一个8位视图,而256的二进制形式是一个9位的值100000000,这时就会发生溢出。根据规则,只会保留后8位,即00000000。uint8视图的解释规则是无符号的8位整数,所以00000000就是0
负数在计算机内部采用“2的补码”表示,也就是说,将对应的正数值进行否运算,然后加1。比如,-1对应的正值是1,进行否运算以后,得到11111110,再加上1就是补码形式11111111。uint8按照无符号的8位整数解释11111111,返回结果就是255。
一个简单转换规则,可以这样表示
正向溢出(overflow):当输入值大于当前数据类型的最大值,结果等于当前数据类型的最小值加上余值,再减去1
负向溢出(underflow):当输入值小于当前数据类型的最小值,结果等于当前数据类型的最大值减去余值,再加上1
上面的“余值”就是模运算的结果,即 javascript 里面的%运算符的结果
12 % 4 // 012 % 5 // 2
上面代码中,12除以4是没有余值的,而除以5会得到余值2
var int8 = new Int8Array(1); int8[0] = 128; int8[0] // -128int8[0] = -129; int8[0] // 127
上面例子中,int8是一个带符号的8位整数视图,它的最大值是127,最小值是-128。输入值为128时,相当于正向溢出1,根据“最小值加上余值(128除以127的余值是1),再减去1”的规则,就会返回-128;输入值为-129时,相当于负向溢出1,根据“最大值减去余值(-129除以-128的余值是1),再加上1”的规则,就会返回127。
Uint8ClampedArray视图的溢出规则,与上面的规则不同。它规定,凡是发生正向溢出,该值一律等于当前数据类型的最大值,即255;如果发生负向溢出,该值一律等于当前数据类型的最小值,即0。
var uint8c = new Uint8ClampedArray(1); uint8c[0] = 256; uint8c[0] // 255uint8c[0] = -1; uint8c[0] // 0
上面例子中,uint8C是一个Uint8ClampedArray视图,正向溢出时都返回255,负向溢出都返回0
【实例属性和方法】
普通数组的操作方法和属性,对TypedArray数组完全适用
[注意]TypedArray数组没有concat方法。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.prototype.buffer
TypedArray实例的buffer属性,返回整段内存区域对应的ArrayBuffer对象。该属性为只读属性
var a = new Float32Array(64);var b = new Uint8Array(a.buffer);
上面代码的a视图对象和b视图对象,对应同一个ArrayBuffer对象,即同一段内存
TypedArray.prototype.byteLength,TypedArray.prototype.byteOffset
byteLength属性返回TypedArray数组占据的内存长度,单位为字节。byteOffset属性返回TypedArray数组从底层ArrayBuffer对象的哪个字节开始。这两个属性都是只读属性
以v3为例进行说明,Int16Array数组中每一个数据占据两个字节,如果分派到8字节的内存中,可以放置4个数据。由于有2个字节的偏移,所以内存只剩余6个字节,所以可以放置3个数据。第三个参数表示只放置2个数据,则最终v3只放置两个数据,每个数据占据两个字节,所以v3数组的byteLength为2*2=4
var b = new ArrayBuffer(8);var v1 = new Int32Array(b);var v2 = new Uint8Array(b, 2);var v3 = new Int16Array(b, 2, 2); v1.byteLength // 8v2.byteLength // 6v3.byteLength // 4v1.byteOffset // 0v2.byteOffset // 2v3.byteOffset // 2
TypedArray.prototype.length
length属性表示TypedArray数组含有多少个成员。注意将byteLength属性和length属性区分,前者是字节长度,后者是成员长度
var a = new Int16Array(8); a.length // 8a.byteLength // 16
TypedArray.prototype.set()
TypedArray数组的set方法用于复制数组(普通数组或TypedArray数组),也就是将一段内容完全复制到另一段内存
var a = new Uint8Array(8);var b = new Uint8Array(8); b.set(a);
上面代码复制a数组的内容到b数组,它是整段内存的复制,比一个个拷贝成员的那种复制快得多
set方法还可以接受第二个参数,表示从b对象的哪一个成员开始复制a对象
var a = new Uint16Array(8);var b = new Uint16Array(10); b.set(a, 2);
上面代码的b数组比a数组多两个成员,所以从b[2]开始复制
TypedArray.prototype.subarray()
subarray方法是对于TypedArray数组的一部分,再建立一个新的视图
var a = new Uint16Array(8);var b = a.subarray(2,3); a.byteLength // 16b.byteLength // 2
subarray方法的第一个参数是起始的成员序号,第二个参数是结束的成员序号(不含该成员),如果省略则包含剩余的全部成员。所以,上面代码的a.subarray(2,3),意味着b只包含a[2]一个成员,字节长度为2
TypedArray.prototype.slice()
TypeArray实例的slice方法,可以返回一个指定位置的新的TypedArray实例
let ui8 = Uint8Array.of(0, 1, 2); ui8.slice(-1)// Uint8Array [ 2 ]
上面代码中,ui8是8位无符号整数数组视图的一个实例。它的slice方法可以从当前视图之中,返回一个新的视图实例
slice方法的参数,表示原数组的具体位置,开始生成新数组。负值表示逆向的位置,即-1为倒数第一个位置,-2表示倒数第二个位置,以此类推
复合视图
由于视图的构造函数可以指定起始位置和长度,所以在同一段内存之中,可以依次存放不同类型的数据,这叫做“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
这种数据结构可以用如下的C语言描述:
struct someStruct { unsigned long id;char username[16];float amountDue; };
数据视图
如果一段数据包括多种类型(比如服务器传来的HTTP数据),这时除了建立ArrayBuffer对象的复合视图以外,还可以通过DataView视图进行操作
DataView视图提供更多操作选项,而且支持设定字节序。本来,在设计目的上,ArrayBuffer对象的各种TypedArray视图,是用来向网卡、声卡之类的本机设备传送数据,所以使用本机的字节序就可以了;而DataView视图的设计目的,是用来处理网络设备传来的数据,所以大端字节序或小端字节序是可以自行设定的
DataView视图本身也是构造函数,接受一个ArrayBuffer对象作为参数,生成视图
DataView(ArrayBuffer buffer [, 字节起始位置 [, 长度]]);
var buffer = new ArrayBuffer(24);var dv = new DataView(buffer);
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
这一系列get方法的参数都是一个字节序号(不能是负数,否则会报错),表示从哪个字节开始读取
var buffer = new ArrayBuffer(24);var dv = new DataView(buffer);
// 从第1个字节读取一个8位无符号整数var v1 = dv.getUint8(0);// 从第2个字节读取一个16位无符号整数var v2 = dv.getUint16(1);// 从第4个字节读取一个16位无符号整数var v3 = dv.getUint16(3);
上面代码读取了ArrayBuffer对象的前5个字节,其中有一个8位整数和两个十六位整数。
如果一次读取两个或两个以上字节,就必须明确数据的存储方式,到底是小端字节序还是大端字节序。默认情况下,DataView的get方法使用大端字节序解读数据,如果需要使用小端字节序解读,必须在get方法的第二个参数指定true
// 小端字节序var v1 = dv.getUint16(1, true);// 大端字节序var v2 = dv.getUint16(3, false);// 大端字节序var v3 = dv.getUint16(3);
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
这一系列set方法,接受两个参数,第一个参数是字节序号,表示从哪个字节开始写入,第二个参数为写入的数据。对于那些写入两个或两个以上字节的方法,需要指定第三个参数,false或者undefined表示使用大端字节序写入,true表示使用小端字节序写入
// 在第1个字节,以大端字节序写入值为25的32位整数dv.setInt32(0, 25, false);// 在第5个字节,以大端字节序写入值为25的32位整数dv.setInt32(4, 25);// 在第9个字节,以小端字节序写入值为2.5的32位浮点数dv.setFloat32(8, 2.5, true);
如果不确定正在使用的计算机的字节序,可以采用下面的判断方式
var littleEndian = (function() { var buffer = new ArrayBuffer(2); new DataView(buffer).setInt16(0, 256, true); return new Int16Array(buffer)[0] === 256; })();
如果返回true,就是小端字节序;如果返回false,就是大端字节序