前端中的二进制
梳理前端二进制相关概念
虽然前端平时很少直接操作二进制,但是在一些场景下,比如canvas处理图片、fetch请求、文件上传、图片压缩等情况下,我们会用到与二进制相关的一些方法,因此还是有必要梳理梳理下述几个
Javascript操作二进制的接口,了解一些文件图像相关知识
首先我们大概介绍一下这几个概念,后面再进行对比
二进制数组(类型化数组)
以数组的语法处理二进制数据,所以统称为二进制数组 类似C语言中的数组,可以通过下标直接操作字节 最初设计的目的与 WebGL项目有关,为了提升JS与显卡之间大量、实时的数据交换的性能(直接操作二进制)
二进制数组可分为以下三类对象
ArrayBuffer对象
表示内存之中的一段原始二进制数据
语法
但现在我们还不能直接对它进行操作,因此要引进后面俩概念
我们可以通过构造函数来申请一段
ArrayBuffer区域const buf = new ArrayBuffer(32); //构造函数的参数为所需内存的字节大小每个字节默认值为0
不能直接操作,就比如C里面
malloc一片内存出来也需要转化成指针来使用
Js可以通过下面的两种视图对象(TypedArray, DataView)来对ArrayBuffer进行操作:将缓冲区中的数据表示为特定的格式,然后通过这些特定的格式来读写缓冲区内容
TypedArray 视图
包括9种类型的视图
这些都和C语言中的概念相同,这里就不作解释了 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 char Uint8 1 8 位不带符号整数 unsigned char Uint8C 1 8 位不带符号整数(自动过滤溢出) unsigned char Int16 2 16 位带符号整数 short Uint16 2 16 位不带符号整数 unsigned short Int32 4 32 位带符号整数 int Uint32 4 32 位不带符号的整数 unsigned int Float32 4 32 位浮点数 float Float64 8 64 位浮点数 double 可以读写类型较为简单的二进制数据
其实没有叫
TypedArray这名字的构造函数,它只是对这九种构造函数的合称:Int8ArrayUint8ArrayUint8ClampedArrayInt16ArrayUint16ArrayInt32ArrayUint32ArrayFloat32ArrayFloat64Array例如我们来讲这个名字特殊一点的
Uint8ClampedArray8位无符号整型固定数组,也即它的值固定在[0-255]之间(若指定为区间外的值将会被替换为0或255) 语法
// 创建一个8字节的ArrayBuffer
const 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
const 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
const 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
const v3 = new Int16Array(b, 2, 2);方法和数组类似,但是注意它没有
concat方法
DataView 视图
相比于前者,
DataView是可以自定义格式的视图,因此它可以用来读写类型更复杂的二进制数据提供更多的操作选项,支持设定字节序(大端或者小端)
语法
new DataView(ArrayBuffer buffer [, 字节起始位置 [, 长度]]);
//栗子
const buffer = new ArrayBuffer(24);
const dv = new DataView(buffer);类似,把 get改成set就行必须要输入一个字节序号,表示从哪个字节开始读取 读取内存
const buffer = new ArrayBuffer(24);
const dv = new DataView(buffer);
// 从第1个字节读取一个8位无符号整数
const v1 = dv.getUint8(0);
// 从第2个字节读取一个16位无符号整数
const v2 = dv.getUint16(1);
// 从第4个字节读取一个16位无符号整数
const v3 = dv.getUint16(3);写入内存
创建视图 总结一下上面三个,
ArrayBuffer就是内存中一段原始的01串,而为了操作它,我们可以使用TypedArray或DataView,把这段01串分开一段段装到特定格式的小盒子里面(视图),然后对盒子里的数据进行操作,这里盒子之间也是可以重合的,也被称为复合视图
接下来我们来讲将另一个API
Blob
Binary Large Object ,表示不可变的原始二进制数据
类比string
首先,我们使用构造函数new一个Blob来看看
两个只读属性,分别是size: 数据大小和type: MIME类型(例如:.html对应 text/html;.png 对应 image/png; .txt 对应 text/plain)、
Blob由一个可选的字符串(type)和blobParts组成
语法
const blob = new Blob(blobParts[, options])其中的 blobParts表示一个数组,元素为ArrayBuffer,ArrayBufferView,Blob,DOMString等对象options是一个可选的对象,包含两个属性:创建
Blob这里要注意的是:
Blob对象是不可改变的,但是可以进行分割,并创建出新的Blob对象,将它们混合到一个新的Blob中。类似于 JavaScript 字符串:我们无法更改字符串中的字符,但可以创建新的字符串
type(默认值为""),表示MIME类型endings(默认值为“transparent"),用于指定行结束符\n如何处理
File
File对象
继承自Blob,将其扩展使得它能够支持用户系统上的文件 多了一个lastModified属性表示修改时间 同样可以使用构造函数 FileList包含
File文件集合的list,通常来自<input>的files属性比如我们可以在指定
multiple来多选文件,然后通过数组下标来获取对应的File对象<input type="file" id="myfileinput" multiple>const fileInput = document.getElementById("myfileinput")
// files 是一个 FileList 对象(类似于NodeList对象)
const files = fileInput.files
for (var i = 0; i < files.length; i++) {
file = files[i] //或者这样写:file = files.item(i);
console.log(file.name)
}使用
files,就要用到接下来要将的FileReader了FileReaderreadAsArrayBufferreadAsTextreadAsDataURL补充, base64编码相关基于 64 个可打印字符来表示二进制数据 每6个比特为一个单元,对应一个字符(2的6次方) 可以用 btoa(),atob()函数进行转换(ASCII和Blob)用来读取 File和Blob对象的内容异步读取,可以在 onload的result属性中拿到结果常用的 readAsDataURL方法拿到的是base64编码的字符串除此之外,还有 因此,我们可以很方便地使用 FileReader来进行我们需要的转化,例如后文要提到的将ArrayBuffer转化为Blob
比较&转化
ArrayBuffer&Blob表示不可变的类似文件对象的原始数据,(影像、声音或多媒体文件)
可以位于磁盘、高速缓存内存和其他不可用的位置 还有重要的一点: Blob是不可变的在需要写入的时候,我们通常会使用 ArrayBuffer,其它情况用的更多的是Blob表示通用的,固定长度的原始二进制数据缓冲区(是存在内存中的) * 可以通过视图进行操作
ArrayBuffer在使用时也更接近真实的二进制,更底层ArrayBufferBlob二者可以相互转化
ArrayBuffer转Blobconst blob = new Blob([1,2,3,4,5]);
const reader = new FileReader(); //借助FileReader对象
reader.onload = function() {
console.log(this.result);
}
reader.readAsArrayBuffer(blob); //这里将blob转化成了ArrayBuffer类型Blob转ArrayBufferconst buffer = new ArrayBuffer(8)
const blob = new Blob([buffer]) //这里通过构造函数产生一个blob对象DataURL&ObjectURL其中 mediatype是表示MIME类型的字符串,默认值为"text/plain;charset=US-ASCII"BlobURL的格式是blob:域名/uuidDataURL的格式是data:[<mediatype>[;base64],<data>前者长度往往更短,因为后者的数据中存储着图片的 base64编码我们可以直接将 DataURL复制到浏览器地址栏进行访问,但BlobURL则不能
既然讲了这些概念,就拿图像做例子,看看有哪些表示类型
image相关
下面是图像表示的五种数据类型
DOM例如 Data URL、Object URL(上文有对它们进行比较)<img>这个标签我们再熟悉不过了URL<canvas>canvas中有很多图片操作的接口是我们经常用到的,例如drawImage方法...文件类型
BlobFileImageDatawidthheightdatadata中会保存图像元素对应的RGBA信息这里的 ImageData是一个Js对象,含有下列属性Buffer它是 Node.js中一种特殊的Uint8Array该类是 Node.js用来创建一个专门存放二进制数据的缓冲区这部分还有很多知识点,详细的可以看看官方文档 https://nodejs.org/api/buffer.html
希望以上二进制相关整理能给学习前端的小伙伴们带来帮助
参考链接:
https://es6.ruanyifeng.com/#docs/arraybuffer
https://vivaxyblog.github.io/2019/11/08/comprehensive-image-processing-on-browsers-cn.html
https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/API/FileReader/FileReader