ArrayBuffer、TypedArray、DataView二进制数组

三个是处理二进制数据的接口。都是类数组。

1.ArrayBuffer是什么？

ArrayBuffer是一个二进制对象（文件，图片等）。它指向固定长度的，连续的内存区域。

const buffer = new ArrayBuffer(16);

// buffer.byteLength === 16 生成16位字节的二进制数据，每一位都默认是0

上面分配了一个长度为16个字节的内存区域,代表16byte的二进制数据。并且默认每bit内容都是0。

1.特点

1）和数组不同，它创建后长度就固定了，不能增删。

2）它实实在在占用了内存那么多空间。

3）不能直接访问里面的数据，需要通过另外的类型数组对象（TypedArray类型）来访问。

2. 属性

1.byteLength

获取分配的内存区域buffer的字节长度。

2.slice(start, end)--实例方法

ArrayBuffer对象唯一一个可以操作内存的方法。

        const buffer = new ArrayBuffer(12);

        const view = new Uint8Array(buffer);

        view[0] = 1; // [1,0,0,....0]

        const newBuffer = buffer.slice(0,3); // [0,3)

        const newView = new Uint8Array(newBuffer);

        console.log(newView); //[1,0,0]

1）先分配一段新内存，脱离原来的内存

2）将原来内存中和这段新内存对应的部分的buffer内容拷贝过来

3.isView(param)---静态方法

判断参数是否为该ArrayBuffer的视图实例。

        const buffer = new ArrayBuffer(12);

        const view = new Uint8Array(buffer);

        console.log(ArrayBuffer.isView(view)); // true

3.字节序

ArrayBuffer中的字节存储顺序，是按照小端字节序（little endian）；意思是重要字节顺序往后排。

⚠️重要字节意思是：权重越大越重要，百位比十位重要，十位比各位重要

与之相对应的是大端字节序（big endian）;意思是重要的字节顺序排前面。

例如：

        const view32 = new Uint32Array([1,1000]);

        const view16 = new Uint16Array(view32.buffer);

        console.log(view32); // [1,1000]

        // [1,1000]都是32位的四字节

        // 1--转16位相当于前16位0， 后16位1

        // 1000--转16位相当于前16位0, 后16位1000

        console.log(view16) // [1,0,1000,0]

ps:判断字节序的方法

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');

  }

}

4.buffer和字符串互相转化

/**

 * Convert ArrayBuffer/TypedArray to String via TextDecoder

 *

 * @see https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/TextDecoder

 */

function ab2str(

  input: ArrayBuffer | Uint8Array | Int8Array | Uint16Array | Int16Array | Uint32Array | Int32Array,

  outputEncoding: string = 'utf8',

): string {

  const decoder = new TextDecoder(outputEncoding)

  return decoder.decode(input)

}

/**

 * Convert String to ArrayBuffer via TextEncoder

 *

 * @see https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/API/TextEncoder

 */

function str2ab(input: string): ArrayBuffer {

  const view = str2Uint8Array(input)

  return view.buffer

}

/** Convert String to Uint8Array */

function str2Uint8Array(input: string): Uint8Array {

  const encoder = new TextEncoder()

  const view = encoder.encode(input)

  return view

}

2.视图类对象：

视图对象自己本身不存储任何东西。它是一个访问内存中数据的工具。同一段内存，不同的访问会得到不同的数据。

类型数组对象可以分为两种，一种是TypedArray，一种是DataView

1.TypedArray类型数组对象

它是一个统称，不是具体的对象。它创建后的数值的类型就固定了。

1. 分类如下：

Uint8Array, Uint16Array, Uint32Array---分别是8位，16位，32位的无符号整数。
Uint8ClampedArray:---8位整数，但是溢出时处理逻辑不同。（超出255的全部按255，低于0的全部按0，适用于处理图像）
Int8Array,Int16Array,Int32Array---8位，16位，32位有符号整数。可能是负数。
Float32Array, Float64Array---32位，64位的浮点数。

其中对于第一类简单解释如下：

Uint8Array将内存中的每个字节当成一个整数，值大小范围为0-255；
Uint16Array将内存中每两个字节当成一个整数，值范围大小为0-65535；
Uint32Array将内存中每四个字节当成一个整数，值范围大小为0-4294967295；

PS 溢出规则

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的绝对值，再加上 1。

2.类型数组对象的用法如下：

如果不传入buffer,会自动创建ArrayBuffer,然后通过TypedArray的buffer属性访问。因为类型数组对象依赖ArrayBuffer存在，否则毫无意义。

1. new TypedArray(buffer, [byteoffset], [length])

　其中buffer为传入的内存空间； byteoffset默认是0，为查看内存视图的开始位置； length为查看的长度，默认到最后一个元素。

⚠️如果是Uint16Array,byteoffset必须是2的倍数，同理Uint32Array的必须是4的倍数

如果想任意位置开始，可以使用DataView

        const buffer = new ArrayBuffer(16);

        console.log(buffer.byteLength); // 分配内存的大小 16

        // 下面表示从索引2开始取5个整数的长度

        const view16 = new Uint16Array(buffer,2,5);

        console.log(view16.length); // 数字的长度

2. new TypedArray(object); --传入数组或者类数组.

        const view8 = new Uint8Array([1,2,3,4]); // 分配一个新的内存，不同于原来的数组的内存

        const view8Buffer = view8.buffer;

        console.log(view8.length); //

        console.log(view8Buffer.byteLength); //

       // 因为类数组，可以[...view8]还原成数组

3.new TypedArray(typedArray)--将类型数组对象当参数传入

        const view16 = new Uint16Array([1,1000]); // 创建一个和数组同长度的视图数组

        const view8 = new Uint8Array(view16); // view8创建一个同样长度的视图数组，并将值copy过来

        console.log(view8[0]); //

        console.log(view8[1]); //

        // 1000大于255,需要对溢出的值进行截取；

        // (1000).toString(2) === "1111101000"

        // view8只能取最右侧8位，parseInt(11101000, 2) === 232

        // 另外，上面view8,view16操作 。，，的底层buffer是两个，因为不传入buffer,就会自动创建buffer

        // 如果想要操作一个buffer, 需要将buffer传入

        const newView8 = new Uint8Array(view16.buffer);

        view16[0] = 123;

        console.log(view16.buffer);

        console.log(view16); // [123,1000]

        console.log(newView8); // [123, 0, 232, 3]

        console.log(view8[0]); //

        console.log(newView8[0]); //

4. new TypedArray(length)--创建一个length长度的类型数组

        const view16 = new Uint16Array(4);

        const viewBuffer = view16.buffer;

        console.log(view16.length); //

        console.log(viewBuffer.byteLength); // 4*2=8

        console.log(view16[0]); //

5. new TypedArray() --创建一个长度为0的类型数组

3.属性

BYTES_PER_ELEMENT: 每个数据所占的字节数

        const view16 = new Uint16Array(view32.buffer);

        console.log(view16.BYTES_PER_ELEMENT);  //

buffer: 返回视图对应的ArrayBuffer对象
byteLength: 字节的长度
length是数据的长度
byteOffset：从buffer读取数据的开始位置

4.方法

可以使用数组的查询遍历类方法：如map，slice, find, reduce等；

不可以使用数组的方法：如splice, concat;

除此之外还有：

arr.set(formArr, [offset])--代替实现原来的concat方法。

将fromArr的值写入，从arr的offset开始写入

        const view16 = new Uint16Array(10);

        const view8 = new Uint8Array([1,2,3,4]);

        view16.set(view8,2); // 表示从view16的索引为2开始，把view8的内容复写到view16中

        // 所以view8的长度+length必须不大于view16的长度

        console.log(view16); // [0,0,1,2,3,4,0,0,0,0];

arr.subarray([begin, end])--创建一个新的视图，值是原来数组截取的部分值；

　　类似slice（）[begin, end)

        console.log(view16); // [0,0,1,2,3,4,0,0,0,0];

        const newView = view16.subarray(3,4)

        console.log(newView); // [2]

of()---静态方法

Uint8Array.of(1,2,3)

// 相当于

new Uint8Array([1,2,3])

from(arr, [fun])---静态方法

// 1.转为实例

Uint8Array.from([1,3])

// 2. 使用第二个参数方法

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 ]

2.DataView对象

1.基础信息

是一个超级灵活和“无类型”的视图。它允许以任意offset(偏移量)访问任意类型的数组。

也可以自定义复合类型的视图。可以自定义字节序（处理网络设备传递的数据，可能是大字节序）。

不同于TypedArray的构造函数调用就决定了数据类型，DataView是调用方法的时候决定数据类型，如.getUint8(i)等；

支持8种数据存取，除了Uint8ClampsArray不支持，其他TypedArray的的类型都支持

new DataView(buffer, [byteoffset], [bytelength])

不同于TypedArray可以自行创建buffer, DataView要求必须传入buffer。

        const buffer = (new Uint8Array([255,255,253,252])).buffer;

        const dataView = new DataView(buffer);

        console.log(dataView.getUint8(0)); //

        console.log(dataView.getUint16(0)); //

        dataView.setUint32(0,0);

        console.log(dataView.getUint32(0)); //

2. 属性

buffer
byteLength
byteOffset

3.方法

get方法8种：

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。

set方法8种：

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。

set方法可以传递第三个参数，true表示小端字节序写入；false表示大端字节序写入。

// 判断当前计算机的字节序

const littleEndian = (function() {

  const buffer = new ArrayBuffer(2);

  new DataView(buffer).setInt16(0, 256, true);

  return new Int16Array(buffer)[0] === 256;

})(); // true表示小端

3. 应用