HTML5引入的新数组TypedArray介绍

javascript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：

复制代码

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。

起源

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：

复制代码

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。

构造函数

复制代码

代码如下:

typedarray(unsigned long length)
创建一个新的typedarray，length是其固定长度。

复制代码

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。

复制代码

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：

复制代码

代码如下:

var array = new uint8array(10);

或者：

复制代码

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。

方法getter type get(unsigned long index)

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：

uint8clampedarray { 0=0, 1=0, 2=0, 更多...}

为什么要用typedarray

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：

firefox 17.0.1 和 chrome 23.0.1271.97m

test1：顺序读取速读

复制代码

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

复制代码

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

复制代码

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);
}
//……

test4：复制操作（u8c to u8c 和 array to u8c）

复制代码

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。