JavaScript中你所不知道的陣列ArrayBuffer

導讀	相信每一個 javascript 學習者，都會去了解 JS 的各種基本資料型別，陣列就是資料的組合，這是一個很基本也十分簡單的概念，他的內容沒多少，學好它也不是件難事情。但是本文著重要介紹的並不是我們往常看到的 Array，而是 ArrayBuffer。

前段時間一直在研究 Web Audio API 以及語音通訊相關的知識，內容側重於音訊流在 AudioContext 各個節點之間的流動情況，而現在要摸清楚音訊到流底是個什麼樣的資料格式，所以對 ArrayBuffer 的研究就顯得格外重要了。

Javascript 中如何產生 Array：

[element0, element1, ..., elementN]
new Array(element0, element1, ..., elementN)
new Array(arrayLength)

直接定義，或者透過建構函式建立一個 Array，當然也可以使用其他的手段：

"array".split("");
"array".match(/a|r/g);

等等，方式有很多。但是 Array 內部是個什麼樣的結構，恐怕很多人還不是很清楚。

在陣列中我們可以放很多不同資料型別的資料，如：

var arr = [21, "李靖", new Date(), function(){}, , null];

上面這個陣列中一次放入了 數字、字串、物件、函式、undefined 和 null，對於上面的資料介面我們可以具象的描述下：

    棧
+---------+                  堆
|   21    |         +-------------------+
+---------+         |                   |
|  "李靖" |         |                   |
+---------+         |  +--------+       |
| [refer] |----------->| Object |       |
+---------+         |  +--------+       |
| [refer] |----------------->+--------+ |
+---------+         |        |function| |
|undefined|         |        +--------+ |
+---------+         |                   |
|   null  |         +-------------------+
+---------+         Created By Barret Lee

JavaScript 的資料型別分為兩種，一種是值型別，一種是引用型別，常見的引用型別有 Object 和 Array，陣列的儲存模型中，如果是諸如 Number、String 之類的值型別資料會被直接壓入棧中，而引用型別只會壓入對該值的一個索引，用 C 語言的概念來解釋就是隻儲存了資料的指標，這些資料是儲存在堆中的某塊區間中。棧堆並不是獨立的，棧也可以在堆中存放。

好了，對 Array 的說明就到這裡，下面具體說說 ArrayBuffer 的相關知識。

web 是個啥玩意兒，web 要討論的最基本問題是什麼？我覺得有兩點，一個是資料，一個是資料傳輸，至於資料的展示，紛繁複雜，這個應該是 web 上層的東西。而本文要討論的 ArrayBuffer 就是最基礎的資料型別，甚至不能稱之為資料型別，它是一個資料容易，需要透過其他方式來讀寫。

官方點的定義：

The ArrayBuffer is a data type that is used to represent a generic, fixed-length binary data buffer. You can't directly manipulate the contents of an ArrayBuffer; instead, you create an ArrayBufferView object which represents the buffer in a specific format, and use that to read and write the contents of the buffer.
表示二進位制資料的原始緩衝區，該緩衝區用於儲存各種型別化陣列的資料。 無法直接讀取或寫入 ArrayBuffer，但可根據需要將其傳遞到型別化陣列或 DataView 物件 來解釋原始緩衝區。

他是一個二進位制資料的原始緩衝區，雖然 JavaScript 是弱型別語言，但是他本身是對資料的型別和大小都有限制的，我們需要透過某種資料結構將緩衝區的內容有序的讀取出來（寫進去）。

透過 ArrayBuffer 這個建構函式可以建立一個原始緩衝區：

var buffer  = new ArrayBuffer(30);

從 chrome 控制檯可以看到：

[]({{ site.repo }}/images/blog-article-images/blog/audio/arraybuffer.jpg)

buffer 例項擁有一個 byteLength 的屬性，用於獲取 buffer 的 size，一個只有 IE11+ 以及 ios6+ 支援的 slice 方法，用於對 buffer 長度進行擷取操作。

ArrayBuffer slice(
    unsigned long begin
    unsigned long end Optional
);

可以測試這個 DEMO：

var buffer = new ArrayBuffer(12);
var x = new Int32Array(buffer);
x[1] = 1234;
var slice = buffer.slice(4);
var y = new Int32Array(slice);
console.log(x[1]); 
console.log(y[0]);
x[1] = 6789;
console.log(x[1]); 
console.log(y[0]);

型別化陣列型別表示可編制索引和操縱的 ArrayBuffer 物件 的各種檢視。 所有陣列型別的長度均固定。

名稱	大小（以位元組為單位）	描述
Int8Array	1	8 位二補碼有符號整數
Uint8Array	1	8 位無符號整數
Int16Array	2	16 位二補碼有符號整數
Uint16Array	2	16 位無符號整數
Int32Array	4	32 位二補碼有符號整數
Uint32Array	4	32 位無符號整數
Float32Array	4	32 位 IEEE 浮點數
Float64Array	8	64 位 IEEE 浮點數

Int 就是整型，Uint 為無符號整形，Float 為浮點型，這些是 C 語言中的基本概念，我就不具體解釋了。由於這些檢視化結構都是大同小異，本文只對 Float32Array 型別作說明，讀者可以舉一反三。
Float32Array 跟 Array 是十分類似的，只不過他每一個元素都是都是一個 32位（4位元組） 的浮點型資料。Float32Array 一旦建立其大小不能再修改。
我們可以直接建立一個 Float32Array:

var x = new Float32Array(2);
x[0] = 17;
console.log(x[0]); // 17
console.log(x[1]); // 0
console.log(x.length); // 2

需要有這麼一個概念，他依然是一個陣列，只不過該陣列中的每個元素都是 Float 32 位的資料型別，再如：

var x = new Float32Array([17, -45.3]);
console.log(x[0]);  // 17
console.log(x[1]);  // -45.29999923706055
console.log(x.length); // 2

我們把一個陣列的值直接賦給了 x 這個 Float32Array 物件，那麼在儲存之前會將它轉換成一個 32位浮點數。
由於該類陣列的每個元素都是同一型別，所以在堆疊模型中，他們全部會被壓入到棧之中，因此型別化陣列都是值型別，他並不是引用型別！這個要引起注意，從下面的例子中也可以反映出來：

var x = new Float32Array([17, -45.3]);
var y = new Float32Array(x);
console.log(x[0]); // 17
console.log(x[1]); //-45.29999923706055
console.log(x.length); // 2
x[0] = -2;
console.log(y[0]); // 17, y的值沒變

將 x 的值複製給 y，修改 x[0], y[0] 並沒有變化。
除了上面的方式，我們還可以透過其他方式來建立一個型別化陣列：

var buffer = new ArrayBuffer(12);
var x = new Float32Array(buffer, 0, 2);
var y = new Float32Array(buffer, 4, 1);
x[1] = 7;
console.log(y[0]); // 7

解釋下這裡為什麼返回 7.

      ArrayBuffer（12）
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|0|1|2|3|4|5|6|7|8| | | | |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
\              /           
  x (Float32Array)
  offset：0
  byteLength：4
  length:2
       ArrayBuffer（12）
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|0|1|2|3|4|5|6|7|8| | | | |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
        \       /           
             y

看了上面的圖解還有疑問麼？我覺得我不用繼續解釋了。可以把 ArrayBuffer 的單位看成 1，而 Float32Array 的單位是 4.

DataView 物件對資料的操作更加細緻，不過我覺得沒啥意思，上面提到的各種型別化陣列已經可以基本滿足應用了，所以這裡就一筆帶過，一個簡單的示例：

var buffer = new ArrayBuffer(12);
var x = new DataView(buffer, 0);
x.setInt8(0, 22);
x.setFloat32(1, Math.PI);
console.log(x.getInt8(0)); // 22
console.log(x.getFloat32(1)); // 3.1415927410125732

ArrayBuffer 的應用特別廣泛，無論是 WebSocket、WebAudio 還是 Ajax等等，前端方面只要是處理大資料或者想提高資料處理效能，那一定是少不了 ArrayBuffer 。
XHR2 並不是什麼新東西，可能你用到了相關的特性，卻不知這就是 XHR2 的內容。最主要的一個東西就是 “xhr.responseType”，他的作用是設定響應的資料格式，可選引數有："text"、"arraybuffer"、"blob"或"document"。請注意，設定（或忽略）xhr.responseType = '' 會預設將響應設為"text"。這裡存在一個這樣的對應關係：

請求            響應
text            DOMString
arraybuffer     ArrayBuffer
blob            Blob
document        Document

舉個例子：

var xhr = new XMLHttpRequest();
xhr.open('GET', '/path/to/image.png', true);
xhr.responseType = 'arraybuffer';
xhr.onload = function(e) {
    // this.response == uInt8Array.buffer
    var uInt8Array = new Uint8Array(this.response); 
};
xhr.send();

我們在 xhr.responseType 中設定了屬性為 arraybuffer，那麼在拿到的資料中就可以用型別化陣列來接受啦！

本文主要介紹了 Array 在堆疊模型中的存放方式，也詳細描述了 ArrayBuffer 這個原始緩衝區的二進位制資料型別，在 web 開發中，資料以及資料的儲存是一個重要的部分，希望引起注意！

• https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/Array MDN Array
• html5rocks
• MSDN

原文來自：