HTML5引入的新数组TypedArray介绍
时间：2016-02-28Javascript中的数组是个强大的家伙：
你可以创建的时候不规定长度，而是动态的去改变长度。你可以把他当成普通的数组去读取，也可以当他是堆栈来使用。你可以改变数组中每个元素的值甚至是类型。好吧，其实他是一个对象，比如我们可以这样去创建数组：
代码如下:
var array = new Array(10);
Javascript的数组的强大以及全能，给我们带来了便捷性。但一般而言：
全能的东西能在各种环境下使用，但却不一定适用于各种环境。
而TypedArray正是为了解决Javascript中数组“干太多事”而出现的。
TypedArray是一种通用的固定长度缓冲区类型，允许读取缓冲区中的二进制数据。
其在WEBGL规范中被引入用于解决Javascript处理二进制数据的问题。
TypedArray已经被大部分现代浏览器支持，例如可以用下面方法创建TypedArray：
代码如下:
// 创建一个8-byte的ArrayBuffer
var b = new ArrayBuffer(8);
// 创建一个b的引用，类型是Int32，起始位置在0，结束位置为缓冲区尾部
var v1 = new Int32Array(b);
// 创建一个b的引用，类型是Uint8，起始位置在2，结束位置为缓冲区尾部
var v2 = new Uint8Array(b, 2);
// 创建一个b的引用，类型是Int16，起始位置在2，总长度为2
var v3 = new Int16Array(b, 2, 2);
则缓冲和创建的引用布局为：
| 变量 | 索引 | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 字节数 | ||||||||
| b = | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 索引数 | ||||||||
| v1 = | 0 | 1 | ||||||
| v2 = | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| v3 = | 0 | 1 | ||||||
这表示Int32类型的v1数组的第0个元素是ArrayBuffer类型的b的第0-3个字节，如此等等。 构造函数
上面我们通过ArrayBuffer来创建TypedArray，而实际上，TypedArray提供了3个构造函数来创建他的实例。
代码如下:
TypedArray(unsigned long length)
创建一个新的TypedArray，length是其固定长度。
代码如下:
TypedArray(TypedArray array)
TypedArray(type[] array)
创建一个新的TypedArray，其每个元素根据array进行初始化，元素进行了相应的类型转换。
代码如下:
TypedArray(ArrayBuffer buffer, optional unsigned long byteOffset, optional unsigned long length)
创建一个新的TypedArray，使其作为buffer的一个引用，byteOffset为其起始的偏移量，length为其长度。
所以通常我们用下面的方式创建TypedArray：
代码如下:
var array = new Uint8Array(10);
或者：
代码如下:
var array = new Uint8Array([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]);
数据操作
TypedArray提供了setter、getter、set和subarray四个方法进行数据操作。
返回指定索引的元素。
setter void set(unsigned long index, type value)设置指定索引的元素为指定值。
void set(TypedArray array, optional unsigned long offset)void set(type[] array, optional unsigned long offset)根据array设置值，offset为偏移位置。
TypedArray subarray(long begin, optional long end)返回一个新的TypedArray，起始位为begin，结束位为end。
例如读取元素可以用：
var array = new Uint8Array([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]);alert(array[4]); //5设置元素可以用：
var array = new Uint8Array([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]);alert(array[4]); //5array[4] = 12;alert(array[4]); //12获取一个副本可以用：
var array = new Uint8Array([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]);var array2 = array.subarray(0); 数组类型
| 类型 | 大小 | 描述 | Web IDL类型 | C 类型 |
|---|---|---|---|---|
Int8Array |
1 | 8位有符号整数 | byte |
signed char |
Uint8Array |
1 | 8位无符号整数 | octet |
unsigned char |
Uint8ClampedArray |
1 | 8位无符号整数 (clamped) | octet |
unsigned char |
Int16Array |
2 | 16位有符号整数 | short |
short |
Uint16Array |
2 | 16位无符号整数 | unsigned short |
unsigned short |
Int32Array |
4 | 32位有符号整数 | long |
int |
Uint32Array |
4 | 32位无符号整数 | unsigned long |
unsigned int |
Float32Array |
4 | 32位IEEE浮点数 | unrestricted float |
float |
Float64Array |
8 | 64位IEEE浮点数 | unrestricted double |
double |
玩过canvas的可能会觉得很眼熟。
因为ImageData中用于存储图像数据的数组便是Uint8ClampedArray类型的。
例如：
var context = document.createElement("canvas").getContext("2d");var imageData = context.createImageData(100, 100);console.log(imageData.data);其在FireBug中显示为：
为什么要用TypedArrayUint8ClampedArray { 0=0, 1=0, 2=0, 更多...}
我们知道Javascript中数字是64位浮点数。则对于一个二进制图片（图片每个像素点是以8位无符号整数存储的），如果要将其数据在Javascript数组中使用，相当于使用了图片8倍的内存来存储一个图片的数据，这显然是不科学的。而TypedArray能帮助我们只使用原来1/8的内存来存储图片数据。
或者对于WebSocket，如果用base64进行传输也是一个花费较高的方式，转而使用二进制传送可能是更好的方式。
当然，TypedArray还有更多好处，比如具有更好的性能，下面我们进行一些小测试来验证这一点。
参与测试的浏览器为：
Test1：顺序读取速读FireFox 17.0.1 和 Chrome 23.0.1271.97m
代码如下:
var timeArray1 = [];
var timeArray2 = [];
function check1(){
var array = new Uint8ClampedArray(5000000);
for(var i = array.length; i--;){
array[i] = Math.floor(Math.random() * 100);
}
var temp;
var time1 = (new Date()).getTime();
for(var i = array.length; i--;){
temp = array[i];
}
var time2 = (new Date()).getTime();
console.log(time2 - time1);
timeArray1.push(time2 - time1);
}
function check2(){
var array2 = new Array(5000000);
for(var i = array2.length; i--;){
array2[i] = Math.floor(Math.random() * 100);
}
var temp;
var time3 = (new Date()).getTime();
for(var i = array2.length; i--;){
temp = array2[i];
}
var time4 = (new Date()).getTime();
console.log(time4 - time3);
timeArray2.push(time4 - time3);
}
function timer(__fun, __time, __callback){
var now = 0;
function begin(){
var timeout = setTimeout(function(){
if(now !== __time){
now++;
__fun();
begin();
}else{
if(timeArray1.length && timeArray2.length){
console.log("timeArray1 == " + timeArray1 + ", average == " + average(timeArray1));
console.log("timeArray2 == " + timeArray2 + ", average == " + average(timeArray2));
}
__callback && __callback();
}
}, 100);
}
begin();
}
function average(__array){
var total = 0;
for(var i = __array.length; i--;){
total += __array[i];
}
return (total / __array.length);
}
timer(check1, 10, function(){
timer(check2, 10);
});
可见Uint8ClampedArray的读取速度明显比Array要快（条状柱越长，代表花费时间越多）。
Test2：随机读取代码如下:
//……
function check1(){
var array = new Uint8ClampedArray(5000000);
for(var i = array.length; i--;){
array[i] = Math.floor(Math.random() * 100);
}
var temp;
var time1 = (new Date()).getTime();
for(var i = array.length; i--;){
temp = array[Math.floor(Math.random() * 5000000)];
}
var time2 = (new Date()).getTime();
console.log(time2 - time1);
timeArray1.push(time2 - time1);
}
function check2(){
var array2 = new Array(5000000);
for(var i = array2.length; i--;){
array2[i] = Math.floor(Math.random() * 100);
}
var temp;
var time3 = (new Date()).getTime();
for(var i = array2.length; i--;){
temp = array2[Math.floor(Math.random() * 5000000)];
}
var time4 = (new Date()).getTime();
console.log(time4 - time3);
timeArray2.push(time4 - time3);
}
//……
随即读取中Uint8ClampedArray的读取速度也是比Array要快的。
Test3：顺序写入代码如下:
//……
function check1(){
var array = new Uint8ClampedArray(5000000);
var time1 = (new Date()).getTime();
for(var i = array.length; i--;){
array[i] = Math.floor(Math.random() * 100);
}
var time2 = (new Date()).getTime();
console.log(time2 - time1);
timeArray1.push(time2 - time1);
}
function check2(){
var array2 = new Array(5000000);
var time3 = (new Date()).getTime();
for(var i = array2.length; i--;){
array2[i] = Math.floor(Math.random() * 100);
}
var time4 = (new Date()).getTime();
console.log(time4 - time3);
timeArray2.push(time4 - time3);
}
//……
代码如下:
//……
function check1(){
var array = new Uint8ClampedArray(5000000);
for(var i = array.length; i--;){
array[i] = Math.floor(Math.random() * 100);
}
var temp;
var array2 = new Uint8ClampedArray(5000000);
var time1 = (new Date()).getTime();
array2.set(array);
var time2 = (new Date()).getTime();
console.log(time2 - time1);
timeArray2.push(time2 - time1);
}
function check2(){
var array = new Array(5000000);
for(var i = array.length; i--;){
array[i] = Math.floor(Math.random() * 100);
}
var temp;
var array2 = new Uint8ClampedArray(5000000);
var time1 = (new Date()).getTime();
array2.set(array);
var time2 = (new Date()).getTime();
console.log(time2 - time1);
timeArray2.push(time2 - time1);
}
//……
可见U8C复制到U8C，比Array复制到U8C快得多。
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