ES6学习笔记---二进制数组(概念)

二进制数组由三类对象组成:

  • ArrayBuffer对象:代表原始的二进制数据。

  • TypedArray视图:用来读写简单类型的二进制数据。

  • DataView视图:用来读写复杂类型的二进制数据。

下面详细了解一下它们的用法:

1. ArrayBuffer 对象

它不能直接读写,只能通过(TypedArrayDataView)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 buf = new ArrayBuffer(32);

ArrayBuffer.prototype.byteLength

byteLength:是ArrayBuffer实例的属性,返回所分配的内存区域的字节长度。

var buffer = new ArrayBuffer(32);
buffer.byteLength     // 32

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
}

ArrayBuffer.prototype.slice()

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);
//拷贝`buffer`对象的前三个字节(从0到3前结束),生成一个新的ArrayBuffer对象:newBuffer

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

2. 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);

// 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2
var v3 = new Int16Array(b, 2, 2);

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。

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