前端中的二进制以及相关操作与转换

感觉这篇文章关于前端二进制处理写的很好，参考一下。引用：前端中的二进制以及相关操作与转换

本篇文章总结了浏览器端的二进制以及有关数据之间的转化，如 ArrayBuffer，TypedArray，Blob，DataURL，ObjectURL，Text 之间的互相转换。为了更好的理解与方便以后的查询，特意做了一张图做总结。

二进制相关数据类型

在此之前，首先简单介绍下几种相关的数据类型，更多文档请参考 MDN

ArrayBuffer && TypedArray

TypedArray 是 ES6+ 新增的描述二进制数据的类数组数据结构。但它本身不可以被实例化，甚至无法访问，你可以把它理解为 Abstract Class 或者 Interface。而基于 TypedArray，有如下数据类型。

• Uint8Array

Uint 代表数组的每一项是无符号整型
8 代表数据的每一项占 8 个比特位，即一个字节

• Int8Array
• Uint8Array
• Int16Array
• ...

const array = new Int8Array([1, 2, 3])

// .length 代表数据大小
// 3
array.length

// .btyeLength 代表数据所占字节大小
array.byteLength

ArrayBuffer 代表二进制数据结构，只读。需要转化为 TypedArray 进行操作。

const array = new Int16Array([1, 2, 3])

// TypedArray -> ArrayBuffer
array.buffer

// ArrayBuffer -> TypedArray
new Int16Array(array.buffer)

// buffer.length 代表数据所占用字节大小
array.buffer.length === array.byteLength

连接多个 TypedArray

TypedArray 没有像数组那样的 Array.prototype.concat 方法用来连接多个 TypedArray。不过它提供了 TypedArray.prototype.set 可以用来间接连接字符串。原理就是先分配一块空间足以容纳需要连接的 TypedArray，然后逐一在对应位置叠加、

// 在位移 offset 位置放置 typedarray
typedarray.set(typedarray, offset)

function concatenate(constructor, ...arrays) {
  let length = 0;
  for (let arr of arrays) {
    length += arr.length;
  }
  let result = new constructor(length);
  let offset = 0;
  for (let arr of arrays) {
    result.set(arr, offset);
    offset += arr.length;
  }
  return result;
}

concatenate(Uint8Array, new Uint8Array([1, 2, 3]), new Uint8Array([4, 5, 6]))

Blob

Blob 是浏览器端的类文件对象。操作 Blob 需要使用数据类型 FileReader。
FileReader 有以下方法，可以把 Blob 转化为其它数据

• FileReader.prototype.readAsArrayBuffer
• FileReader.prototype.readAsText
• FileReader.prototype.readAsDataURL
• FileReader.prototype.readAsBinaryString

const blob = new Blob('hello'.split(''))

// 表示文件的大小
blob.size

const array = new Uint8Array([128, 128, 128])
const blob2 = new Blob([array])

function readBlob (blob, type) {
  return new Promise(resolve => {
    const reader = new FileReader()
    reader.onload = function (e) {
      resolve(e.target.result)  
    }
    reader.readAsArrayBuffer(blob)
  })
}

readBlob(blob, 'DataURL').then(url => console.log(url))

数据输入

数据输入或者叫资源的请求可以分为以下两种途径

• 通过 url 地址请求网络资源
• 通过文件上传请求本地资源

fetch

fetch 应该是大家比较熟悉的，但大多使用环境比较单一，一般用来请求 json 数据。其实， 它也可以设置返回数据格式为 Blob 或者 ArrayBuffer。

fetch 返回一个包含 Response 对象的 Promise，Response 有以下方法

• Response.prototype.arrayBuffer
• Response.prototype.blob
• Response.prototype.text
• Response.prototype.json

fetch('/api/ping').then(res => {
  // true
  console.log(res instanceof Response)
  // 最常见的使用
  return res.json()

  // 返回 Blob
  // return res.blob()

  // 返回 ArrayBuffer
  // return res.arrayBuffer()
})

另外，Response API 既可以可以使用 TypedArray，Blob，Text 作为输入，又可以使用它们作为输出。这意味着关于这三种数据类型的转换完全可以通过 Response

xhr

xhr 可以设置 responseType 接收合适的数据类型

const request = new XMLHttpRequest()
request.responseType = 'arraybuffer'
request.responseType = 'blob'

File

本地文件可以通过 input[type=file] 来上传文件。

<input type="file" id="input">

当上传成功后，可以通过 document.getElementById('input').files[0] 获取到上传的文件，即一个 File 对象，它是 Blob 的子类，可以通过 FileReader 或者 Response 获取文件内容。

数据输出

或者叫数据展示或者下载，数据经二进制处理后可以由 url 表示，然后通过 image, video 等元素引用或者直接下载。

Data URL

Data URL 即 Data As URL。所以， 如果资源过大，地址便会很长。 使用以下形式表示。

data:[<mediatype>][;base64],<data>

//先来一个 hello, world。把以下地址粘入地址栏，会访问到 hello, world
data:text/html,<h1>Hello%2C%20World!</h1>

Base64 编码与解码

Base64 使用大小写字母，数字，+ 和 / 64 个字符来编码数据，所以称为 Base64。经编码后，文本体积会变大 1/3
在浏览器中，可以使用 atob 和 btoa 编码解码数据。

// aGVsbG8=
btoa('hello')

Object URL

可以使用浏览器新的API URL 对象生成一个地址来表示 Blob 数据。

// 粘贴生成的地址，可以访问到 hello, world
// blob:http://host/27254c37-db7a-4f2f-8861-0cf9aec89a64
URL.createObjectURL(new Blob('hello, world'.split('')))

下载

资源的下载可以利用 FileSaver 。

import { saveAs } from 'file-saver';
saveAs(Blob/File/Url, optional DOMString filename, optional Object { autoBom })

Pass { autoBom: true } if you want FileSaver.js to automatically provide Unicode text encoding hints (see: byte order mark). Note that this is only done if your blob type has charset=utf-8 set.

适配性更好，推荐！

也简单写一个函数，用来下载一个链接

function download (url, name) {
  const a = document.createElement('a')
  a.download = name
  a.rel = 'noopener'
  a.href = url
  // 触发模拟点击
  a.dispatchEvent(new MouseEvent('click'))
  // 或者 a.click(
}

二进制数据转换

以上是二进制数据间的转换图，有一些转换可以直接通过 API，有些则需要代码，以下贴几种常见转换的代码

String to TypedArray

由字符串到 TypedArray 的转换，可以通过 String -> Blob -> ArrayBuffer -> TypedArray 的途径。

const name = '山月'
const blob = new Blob(name.split(''))

readBlob(blob, 'ArrayBuffer').then(buffer => new Uint8Array(buffer))

也可以通过 Response API 直接转换 String -> ArrayBuffer -> TypedArray

const name = '山月'

new Response(name).arrayBuffer(buffer => new Uint8Array(buffer))

这上边两种方法都是直接通过 API 来转化.

使用 enodeURIComponent 把字符串转化为 utf8，再进行构造 TypedArray。

function stringToTypedArray(s) {
  const str = encodeURIComponent(s)
  const binstr = str.replace(/%([0-9A-F]{2})/g, (_, p1) => {
    return String.fromCharCode('0x' + p1)
  })
  return new Uint8Array(binstr.split('').map(x => x.charCodeAt(0)))
}

拼接音频

参考：JavaScript 拼接audio

json 数据转化为 demo.json 并下载文件

json 视为字符串，由以上整理的转换图得出途径

Text -> DataURL

除了使用 DataURL，还可以转化为 Object URL 进行下载。

Text -> Blob -> Object URL

const json = {
  a: 3,
  b: 4,
  c: 5
}
const str = JSON.stringify(json, null, 2)

const dataUrl = `data:,${str}`
const url = URL.createObjectURL(new Blob(str.split('')))

download(dataUrl, 'demo.json')
download(url, 'demo1.json')

URL获取blob

私心记录一下，使用xhr或axios

function getBlob(url: string): Promise<Blob> {
  return new Promise(resolve => {
    const xhr = new XMLHttpRequest();
    xhr.open("GET", url, true);
    xhr.responseType = "blob";
    xhr.onload = () => {
      if (xhr.status === 200) {
        resolve(xhr.response);
      }
    };
    xhr.send();
  });
}

//或者使用axios
export async function getBlob(url: string): Promise<Blob> {
  const blob = await axios.get(url, { responseType: "blob" });
  return blob.data;
}