使用JavaScript怎么讀寫二進制數據

本篇文章為大家展示了使用JavaScript怎么讀寫二進制數據，內容簡明扼要并且容易理解，絕對能使你眼前一亮，通過這篇文章的詳細介紹希望你能有所收獲。

類型化數組的出現

類型化數組是 HTML5 中引入的API，它能夠讓開發者使用 JavaScript 直接操作二進制數據。在類型化數組出現之前，我們是無法直接通過 JavaScript 操作二進制數據，通常都是操作 JavaScript 中的數據類型，由運行時轉化成二進制。這就多了一個轉化的過程，盡管 JavaScript 對數據類型做了很多優化以提高效率，但相比直接操作二進制來說，仍然有效率上的差異。于是類型化數組就順勢推出了。

用途

那么，類型化數組的應用場景都有哪些呢？

• canvas 圖像處理。

• WebGL 與顯卡通信。

• 文件操作

• Ajax響應

如何使用

那么，既然類型化數組這么重要，那還等什么，趕緊來掌握它們吧。

既然我們要直接操作二進制數據，二進制數據又是存放在一段連續的內存區域中，所以我們首先要有這么一段內存區域。

我們可以創建一個內存區域：

let buffer = new ArrayBuffer()

ArrayBuffer 是一個構造函數，允許我們實例化數組緩沖區，數組緩沖區可以理解為是一段連續的內存區域。

由于我們構造函數傳入的參數是空，所以生成的 buffer 指向的內存長度是 0 字節，沒有意義。

嗯，那我們就創建一個有意義的內存區域。

buffer = new ArrayBuffer(8)

我們給ArrayBuffer 傳入參數 8，意思是讓瀏覽器幫我們創建一段 8 個字節長度的內存區域。

我們看下這段內存區域的長度是否是 8 個字節

console.log(buffer.byteLength);

輸出是 8， 看來瀏覽器沒有欺騙我們。

我們猜想這 8 個字節里面的值應該都是 0 ，因為我們并沒有給 buffer 賦值。讓我們確認一下吧，先看第一個字節：

console.log(buffer[0])

輸出： undefined。

咦？怎么是 undefined 呢？

哦，原來 buffer[0] 的意思是查看 buffer 這個對象 的屬性為 0 的值，因為 buffer 沒有 0 這個屬性，所以是 undefined。

好吧，看來我們查看 buffer 內容的姿勢不對。

那該如何查看 buffer 內容呢？

數組視圖

珰珰珰珰，八大金剛閃亮登場~

Int8Array：8 位有符號整數，長度 1 個字節。
Uint8Array： 8位無符號整數， 1 個字節長度。
Int16Array：16位有符號整數， 2 個字節長度。
Uint16Array：16位無符號整數，2 個字節長度。
Int32Array：32位有符號整數， 4 個字節長度。
Uint32Array：32位無符號整數， 4 個字節長度。
Float32Array：32位浮點數， 4 個字節長度。
Float64Array：64位浮點數，8 個字節長度。

這八大金剛有什么神通呢？我們無法直接讀寫 buffer 數據，而這八種數據類型充當了讀寫 buffer 內容的橋梁。

還是上面的 buffer，我們想查看一下 buffer 內容。首先創建一個讀寫該 buffer 的橋梁：

let int8Array = new Int8Array(buffer);

我們創建了一個讀寫 buffer 的橋梁，用 8 位有符號整數來讀寫 buffer。那現在我們看看 buffer 第一位的內容是什么吧？

console.log(int8Array[0]);

輸出：0，看來初始化的時候，buffer 的各個字節存儲的值默認都是 0 了。

我們看看如何使用 Int8Array 給 buffer 賦值：

int8Array[0] = 30;
int8Array[1] = 41;

int8Array[2] = 52;
int8Array[3] = 63;

int8Array[4] = 74;
int8Array[5] = 85;

int8Array[6] = 86;
int8Array[7] = 97;

很簡單，因為 Int8Array 是一個字節的長度，和 buffer 的單位一致，所以我們可以通過索引的形式對 buffer 指定位置進行賦值操作。

很簡單吧？就是這么簡單。

另外七大金剛和 Int8Array 的用法一樣，但是有所不同，我們看下他們之間的區別。

這次我們使用 Int16Array，仍然是剛才的 buffer，我們創建一個新的橋梁，這座橋梁仍然通往 buffer 。

let int16Array = new Int16Array(buffer);

大家試想一下 int16Array[0] 是什么內容？

我們輸出一下：

console.log(int16Array[0])

咦，結果怎么是 10526？

不太理解了。好吧，我們分析下 10526 怎么得來的。

我們看下 buffer 中的二進制數據。

由于 Int16Array 占兩個字節，所以我們在用它讀寫數據的時候，一個索引所代表的數據等于 buffer 中兩個字節。

我們可以看到 int16Array[0] 里面的二進制數據是由30的二進制和41的二進制數據拼接而成：00011110（30）  00101001（41）。

我們按照 30、41的順序計算一下二進制對應的十進制數。

parseInt(1111000101001, 2) //輸出 7721

算出來的值是 7721，這和我們輸出的不一致呀？

這就涉及到字節順序的概念。在我們的個人筆記本上一般都是小端字節序。小端字節序體現在我們這個示例中即是 41、30的二進制順序，我們剛才的計算順序有問題，那按照 41、30 的二進制順序計算一下

parseInt(10100100011110, 2) //輸出 10526

可以看到輸出結果是 10526，和我們直接使用 int16Array[0]

得出的結果一致。

上面這個例子，告訴我們在換數據結構解析 buffer 的時候，數據會變得不容易理解，我們一定要謹慎處理。

屬性和方法

類型化數組實例化的對象包含一些很有用的屬性和方法：

length

length屬性返回類型化數組的數據成員個數。

byteLength

返回類型化數組的字節長度。注意與length的區別。通長 byteLength = length * 每個數據占用字節數

byteOffset

返回該類型化數組的數據從所處 buffer 中的哪個字節開始。

buffer

類型化數組對應的 buffer。

set

復制數組，將某段內存中的數據完整地復制到另一段內存。

let a = new Uint8Array(12);
a[0] = 31;
a[1] = 32;
let b = new Uint8Array(12);
b.set(a);

上面這段代碼的意思是將 a 這段buffer中的內容，完整地拷貝到 b 這段 buffer 中，這種方式比按索引賦值要快速地多。
當然，set 支持從某個索引開始復制數據

let a = new Uint8Array(12);
a[0] = 31;
a[1] = 32;
let b = new Uint8Array(10);
b.set(a, 2);

上面這段代碼意思是從b的第三個索引位置開始復制 a 中的數據。

subarray

subarray的意思是對一個類型化數組，取其子數組的內容，返回一個新的類型化數組。

let a = new Uint8Array(8);
a[2] = 1;
let b = a.subarray(2,3);
console.log(b.length);
console.log(b.byteLength);

subarray 的第一個參數，代表從源數組的第幾個索引開始截取，第二個參數代表截取到第幾個索引。

混合視圖

有一點需要注意，我們的類型數組初始化的時候，可以指定 buffer的某一段，這就意味著，我們可以對一段 buffer 內存區域指定多個類型數，我們稱之為 混合視圖。

let buffer = new Buffer(8);
let idArray = new Int8Array(buffer, 0,2);
let nameArray = new Int8Array(buffer, 2, 4);
let ageArray = new Int8Array(buffer, 6, 2);

我們用一段內存區域表示一個人的 id、name、age。這種結構類似于 C 語言中的 struct 。

我們將一段 8 個字節的內存分成三個部分：

• 字節 0 ~ 字節 1 代表 id。

• 字節 2 ~ 字節 5 代表 username。

• 字節 6 ~ 字節 7 代表 age。

DataView

JavaScript 還引入了另外種視圖DataView，也能達到操作 buffer 的目的，但相比之下，DataView 操作粒度更細一些，而且還能夠設置字節序為大端還是小端。

DataView 的構造函數：

DataView(ArrayBuffer對象 buffer, 從 buffer 的第幾個字節開始讀取, 讀取的長度);

舉個例子來說：

let buffer = new ArrayBuffer(10);
let view = new DataView(buffer);

如何讀取？

我們創建好了視圖 view， 那該如何讀取呢？

• getInt8(index, order)：從第 index 個字節讀取一個 8 位整數。

• getUint8(index, order)：從第 index 個字節開始讀取一個無符號的 8 位整數。

• getInt16(index, order)：從第 index 個字節開始讀取 2 個字節，返回一個 16 位整數。

• getUint16(index, order)：從第 index 個字節開始讀取 2 個字節，返回一個無符號的 16 位整數。

• getInt32(index, order)：從第 index 個字節開始讀取 4 個字節，返回一個32位的整數。

• getUint32(index, order)：從第 index 個字節開始讀取 4 個字節，返回一個無符號的 32 位整數。

• getFloat32(index, order)：從第 index 個字節開始讀取 4 個字節，返回一個 32 位 浮點數。

• getFloat64(index, order)：從第 index 個字節開始讀取 8 個字節，返回一個 64 位的浮點數。

JavaScript 提供了 8 種讀取方式，功能很簡單，也很容易理解，這里就不一一做示例了，大家可以自己試一下。

剛剛我們也說了，DataView 也支持設置字節序，在上面 8 中讀取方式中，第一個字節是索引，第二個字節允許我們設置字節序，true 代表 小端字節序讀取，false 代表大端字節序讀取，默認為 false。

如何寫入？

DataView 不僅能支持細粒度的讀取操作，也支持細粒度的寫入操作：

• setInt8(index, value, order)：從第 index 個字節開始，寫入 1 個字節的值為 value 的 8 位整數。

• setUint8(index, value, order)：從第 index 個字節開始，寫入 1 個字節的值為 value 的無符號 8 位整數。

• setInt16(index, value, order)：從第 index 個字節開始，寫入 2 個字節的值為 value 的 16 位整數。

• setUint16(index, value, order)：從第 index 個字節開始，寫入 2 個字節的值為 value 的無符號的 16 位整數。

• setInt32(index, value, order)：從第 index 個字節開始，寫入 4 個字節的值為 value 的 32 位整數。

• setUint32(index, value, order)：從第 index 個字節開始，寫入 4 個字節的值為 value 的無符號 32 位整數。

• setFloat32(index, value, order)：從第 index 個字節開始，寫入 4  個字節的值為 value 的 32 位浮點數。

• setFloat64(index, value, order)：從第 index 個字節開始，寫入 8  個字節的值為 value 的 64 位浮點數。

JavaScript是什么

JS是JavaScript的簡稱，它是一種直譯式的腳本語言，其解釋器被稱為JavaScript引擎，是瀏覽器的一部分，主要用于web的開發，可以給網站添加各種各樣的動態效果，讓網頁更加美觀。

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