Typed Arrays：JavaScript 的秘密武器，让二进制数据不再头疼
想象一下，你是一位数字艺术家，手头有一堆像素数据，想要在浏览器里绘制一幅惊艳的画作。或者你是一位音频工程师，需要处理复杂的音频波形，让你的音乐听起来更动感。再或者，你是一位游戏开发者，需要高效地处理游戏中的各种模型和动画数据，让你的游戏运行得飞快。
在这些场景中，你都不可避免地要和二进制数据打交道。而 JavaScript，这门我们又爱又恨的语言，在处理二进制数据方面，曾经一直是个让人头疼的存在。
为什么这么说呢？因为在 Typed Arrays 出现之前，JavaScript 处理二进制数据的方式实在有点…笨拙。你可能会用普通的 JavaScript 数组来存储这些数据，但这样做效率很低，而且内存占用也很大。就像用一辆小推车去搬运一座山的石头，想想都觉得累。
但现在，有了 Typed Arrays，一切都变得不一样了。Typed Arrays 就像 JavaScript 的秘密武器，让它在处理二进制数据方面变得高效、强大，甚至有点性感（好吧，可能有点夸张，但至少不再让人头疼了）。
什么是 Typed Arrays？为什么我们需要它？
简单来说，Typed Arrays 是一种用于处理二进制数据的类数组结构。它允许你以更紧凑、更高效的方式存储和操作二进制数据。
想想看，JavaScript 数组可以存储任何类型的数据，比如数字、字符串、对象等等。这种灵活性固然很好，但也意味着它需要额外的内存空间来存储这些数据的类型信息。而 Typed Arrays 则不同，它只能存储特定类型的数据，比如 8 位整数、16 位浮点数等等。这样一来，它就可以节省大量的内存空间，并且可以更快地进行数据操作。
更重要的是，Typed Arrays 提供了一种更加结构化的方式来处理二进制数据。你可以明确地指定数据的类型、大小和格式，从而避免了很多潜在的错误。就像给你的数据穿上了定制的西装，让它们看起来更加专业、更加可靠。
举个例子，假设你要存储一个包含 1000 个像素的图像数据，每个像素由红、绿、蓝三个分量组成，每个分量的值都在 0 到 255 之间。如果使用普通的 JavaScript 数组，你可能会这样做：
const pixels = [];
for (let i = 0; i < 1000; i++) {
pixels.push([Math.floor(Math.random() * 256), Math.floor(Math.random() * 256), Math.floor(Math.random() * 256)]);
}但如果使用 Typed Arrays，你可以这样做：
const pixels = new Uint8ClampedArray(1000 * 3); // Uint8ClampedArray 表示 8 位无符号整数，且数值会被限制在 0-255 之间
for (let i = 0; i < pixels.length; i++) {
pixels[i] = Math.floor(Math.random() * 256);
}这两种方式都可以存储图像数据，但 Typed Arrays 的效率要高得多。首先，它占用的内存空间更小，因为你明确地指定了数据的类型（8 位无符号整数）。其次，它可以更快地进行数据操作，因为 JavaScript 引擎可以针对 Typed Arrays 进行优化。
Typed Arrays 的家族成员：总有一款适合你
Typed Arrays 并不是一个单一的类型，而是一个家族，它包含了多种不同的类型，每种类型都用于存储特定类型的数据。常见的 Typed Arrays 类型包括：
- Int8Array: 8 位有符号整数
- Uint8Array: 8 位无符号整数
- Uint8ClampedArray: 8 位无符号整数，数值会被限制在 0-255 之间
- Int16Array: 16 位有符号整数
- Uint16Array: 16 位无符号整数
- Int32Array: 32 位有符号整数
- Uint32Array: 32 位无符号整数
- Float32Array: 32 位浮点数
- Float64Array: 64 位浮点数
- BigInt64Array: 64 位有符号整数
- BigUint64Array: 64 位无符号整数
你可以根据你的实际需求选择合适的 Typed Arrays 类型。如果你需要存储小整数，可以使用 Int8Array 或 Uint8Array。如果你需要存储浮点数，可以使用 Float32Array 或 Float64Array。如果你需要存储大整数，可以使用 BigInt64Array 或 BigUint64Array。
选择合适的 Typed Arrays 类型就像挑选合适的工具一样，选择对了，事半功倍。
ArrayBuffer：Typed Arrays 的幕后英雄
Typed Arrays 并不是孤军奋战，它背后还有一个默默支持它的英雄，那就是 ArrayBuffer。
ArrayBuffer 是一块原始的、连续的内存区域，你可以把它想象成一个巨大的字节数组。Typed Arrays 实际上只是 ArrayBuffer 的一个视图，它允许你以特定的类型和格式来访问和操作 ArrayBuffer 中的数据。
你可以把 ArrayBuffer 想象成一栋大楼的地基，而 Typed Arrays 则是大楼里的各种房间。你可以根据你的需求来设计不同的房间，比如卧室、客厅、厨房等等。这些房间都建立在地基之上，但它们有不同的功能和用途。
ArrayBuffer 本身并不能直接操作数据，它只是提供了一块原始的内存空间。你需要通过 Typed Arrays 来访问和操作 ArrayBuffer 中的数据。
创建 ArrayBuffer 的方法很简单：
const buffer = new ArrayBuffer(16); // 创建一个 16 字节的 ArrayBuffer然后，你可以通过 Typed Arrays 来访问和操作这个 ArrayBuffer：
const view = new Uint8Array(buffer); // 创建一个 Uint8Array 视图
view[0] = 42; // 将 ArrayBuffer 的第一个字节设置为 42DataView：更灵活的二进制数据操作
除了 Typed Arrays，还有一个叫做 DataView 的东西，它可以让你更加灵活地访问和操作 ArrayBuffer 中的数据。
DataView 允许你以任意的类型和偏移量来访问 ArrayBuffer 中的数据。你可以把它想象成一把万能钥匙，它可以打开 ArrayBuffer 中的任何一扇门。
与 Typed Arrays 相比，DataView 更加灵活，但也更加复杂。Typed Arrays 只能以固定的类型和格式来访问数据，而 DataView 可以让你自定义数据的类型和格式。
举个例子，假设你有一个包含多种类型数据的 ArrayBuffer，你可以使用 DataView 来读取这些数据：
const buffer = new ArrayBuffer(8);
const view = new DataView(buffer);
view.setInt32(0, 42, true); // 从偏移量 0 开始，写入一个 32 位整数 (42)，使用小端字节序
view.setFloat32(4, 3.14, true); // 从偏移量 4 开始，写入一个 32 位浮点数 (3.14)，使用小端字节序
console.log(view.getInt32(0, true)); // 读取偏移量 0 的 32 位整数，使用小端字节序
console.log(view.getFloat32(4, true)); // 读取偏移量 4 的 32 位浮点数，使用小端字节序DataView 提供了很多有用的方法，比如 getInt8(), getUint8(), getInt16(), getUint16(), getInt32(), getUint32(), getFloat32(), getFloat64(), setInt8(), setUint8(), setInt16(), setUint16(), setInt32(), setUint32(), setFloat32(), setFloat64() 等等。你可以使用这些方法来读取和写入不同类型的数据。
Typed Arrays 的应用场景：不止于图像处理
Typed Arrays 的应用场景非常广泛，不仅仅局限于图像处理。实际上，只要涉及到二进制数据的处理，都可以使用 Typed Arrays 来提高效率。
以下是一些常见的应用场景：
- 图像处理: 如前所述，Typed Arrays 可以用于存储和操作图像数据，比如像素数据、颜色数据等等。
- 音频处理: Typed Arrays 可以用于存储和操作音频数据，比如音频波形、频谱数据等等。
- WebGL: WebGL 是一种用于在浏览器中渲染 3D 图形的 API，它 heavily relies on Typed Arrays 来处理顶点数据、纹理数据等等。
- 游戏开发: Typed Arrays 可以用于存储和操作游戏中的各种模型和动画数据，比如顶点数据、骨骼数据等等。
- 网络通信: Typed Arrays 可以用于在网络上传输二进制数据，比如 WebSocket、XMLHttpRequest 等等。
- 加密解密: Typed Arrays 可以用于存储和操作加密解密算法中的密钥和数据。
- 科学计算: Typed Arrays 可以用于存储和操作科学计算中的各种数据，比如矩阵、向量等等。
总之，只要你需要处理二进制数据，Typed Arrays 都是一个非常好的选择。
小结：拥抱 Typed Arrays，拥抱更高效的 JavaScript
Typed Arrays 是 JavaScript 中一个非常重要的特性，它可以让你更高效地处理二进制数据。它就像一个瑞士军刀，可以帮助你解决各种各样的问题。
虽然 Typed Arrays 看起来有点复杂，但只要你掌握了它的基本概念和用法，你就会发现它其实非常简单易用。
所以，不要害怕 Typed Arrays，拥抱它，你将会发现一个全新的 JavaScript 世界。这个世界里，二进制数据不再是你的噩梦，而是你的朋友。
希望这篇文章能够帮助你更好地理解 Typed Arrays，并且能够在你的实际项目中应用它。记住，Typed Arrays 是 JavaScript 的秘密武器，它可以让你的代码更加高效、更加强大、更加性感（好吧，我承认我有点过度使用这个词了）。
现在，拿起你的键盘，开始使用 Typed Arrays 吧！祝你编码愉快！