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Node.js学习笔记(二)

程序员文章站 2022-06-28 19:10:28
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Node.js Buffer(缓冲区)

Javascript 语言自身只有字符串数据类型,没有二进制数据类型。

但在处理TCP流或文件流时,必须用到二进制数据。因此在Node.js中,专门定义了一个Buffer类,该类用来创建一个专门用来存放二进制数据的缓冲区。

在Node.js 中,Buffer类是随Node 内核一起发布的核心库.Buffer类为Node.js带来了一种存储原始数据的方法,可以让Node.js处理二进制数据,每当需要在Node.js中处理I/O操作中移动的数据时,就有可能使用Buffer库。原始数据存储在 Buffer 类的实例中。一个 Buffer 类似于一个整数数组,但它对应于 V8 堆内存之外的一块原始内存。

Buffer 与字符编码

Buffer 实例一般用于表示编码字符的序列,比如 UTF-8 、 UCS2 、 Base64 、或十六进制编码的数据。 通过使用显式的字符编码,就可以在 Buffer 实例与普通的 JavaScript 字符串之间进行相互转换。

const buffer = Buffer.from('runoob','ascii');
// 转为十六进制字符
console.log(buffer.toString('hex'));
// 转为base64字符
console.log(buffer.toString('base64'));

输出结果为:

> node buffer.js
72756e6f6f62
cnVub29i

Node.js 目前支持的字符编码包括:

  • ascii - 仅支持 7 位 ASCII 数据。如果设置去掉高位的话,这种编码是非常快的。
  • utf8 - 多字节编码的 Unicode 字符。许多网页和其他文档格式都使用 UTF-8 。
  • utf16le - 2 或 4 个字节,小字节序编码的 Unicode 字符。支持代理对(U+10000 至 U+10FFFF)。
  • ucs2 - utf16le 的别名。
  • base64 - Base64 编码。
  • latin1 - 一种把 Buffer 编码成一字节编码的字符串的方式。
  • binary - latin1 的别名。
  • hex - 将每个字节编码为两个十六进制字符。

创建Buffer类

Buffer 提供了以下 API 来创建 Buffer 类:

  • Buffer.alloc(size[, fill[, encoding]]): 返回一个指定大小的 Buffer 实例,如果没有设置 fill,则默认填满 0
  • Buffer.allocUnsafe(size): 返回一个指定大小的 Buffer 实例,但是它不会被初始化,所以它可能包含敏感的数据
  • Buffer.allocUnsafeSlow(size)
  • Buffer.from(array): 返回一个被 array 的值初始化的新的 Buffer 实例(传入的 array 的元素只能是数字,不然就会自动被 0 覆盖)
  • Buffer.from(arrayBuffer[, byteOffset[, length]]): 返回一个新建的与给定的 ArrayBuffer 共享同一内存的 Buffer。
  • Buffer.from(buffer): 复制传入的 Buffer 实例的数据,并返回一个新的 Buffer 实例
  • Buffer.from(string[, encoding]): 返回一个被 string 的值初始化的新的 Buffer 实例
// 创建一个长度为10,并用0填充的Buffer
const buf1 = Buffer.alloc(10);

// 创建一个长度为10,并且用0x1填充的Buffer
const buf2 = Buffer.alloc(10,1);

// 创建一个长度为10,并且未初始化的Buffer
// 这个方法比调用Buffer.alloc()方法更快
// 但返回的Buffer 实例可能包含旧数据
// 因此需要使用fill() 或 write() 重写
const buf3 = Buffer.allocUnsafe(10);

// 创建一个包含[0x1,0x2,0x3]的Buffer
const buf4 = Buffer.from([1,2,3]);

// 创建一个包含 UTF-8 字节 [0x74, 0xc3, 0xa9, 0x73, 0x74] 的 Buffer。
const buf5 = Buffer.from('tést');

// 创建一个包含 Latin-1 字节 [0x74, 0xe9, 0x73, 0x74] 的 Buffer。
const buf6 = Buffer.from('tést','latin1');

写入缓冲区

语法

写入 Node 缓冲区的语法如下所示:

buf.write(string[, offset[, length]][, encoding])

参数

参数描述如下:

  • string - 写入缓冲区的字符串。
  • offset - 缓冲区开始写入的索引值,默认为 0 。
  • length - 写入的字节数,默认为 buffer.length
  • encoding - 使用的编码。默认为 ‘utf8’ 。
    根据 encoding 的字符编码写入 string 到 buf 中的 offset 位置。 length 参数是写入的字节数。 如果 buf 没有足够的空间保存整个字符串,则只会写入 string 的一部分。 只部分解码的字符不会被写入。

返回值

返回实际写入的大小。如果 buffer 空间不足, 则只会写入部分字符串。

实例

let buf1 = Buffer.alloc(256);
let buf2 = Buffer.alloc(10);
let buf3 = Buffer.alloc(2);
let len1 = buf1.write('我永远喜欢阿狸');	// 长度为21,说明一个中文长度为3
let len2 = buf1.write('i love ahri forever');	// Buffer空间够,长度为全部长度19
let len3 = buf2.write('i love mikasa forever');	// Buffer空间不够,只有10个长度就输入了10个
let len4 = buf3.write('我');	// 长度不够时不会解码输入,返回0
console.log(len1+ '=>' +len2+ '=>' +len3+ '=>' +len4);

返回结果为: 21=>19=>10=>0

从缓冲区读取数据

语法

读取 Node 缓冲区数据的语法如下所示:

buf.toString([encoding[, start[, end]]])

参数

参数描述如下:

  • encoding - 使用的编码。默认为 ‘utf8’ 。
  • start - 指定开始读取的索引位置,默认为 0。
  • end - 结束位置,默认为缓冲区的末尾。

返回值

解码缓冲区数据并使用指定的编码返回字符串。

实例

let buf = Buffer.alloc(26);
for(let i=0;i<26;i++) {
	buf[i] = i + 97;	// 小写字母a 的ascii码为97
}
console.log(buf.toString('ascii'));	// 解码后以ascii码编码输出
console.log(buf.toString('ascii',0,5));	// 输出前五个字符			abcde
console.log(buf.toString('utf8',5,10));	// 以utf编码输出第6到第10个字符		fghij
console.log(buf.toString(undefined,20,26));	// 默认以utf8编码输出第21到第26个字符		uvwxyz

输出结果为:

abcdefghijklmnopqrstuvwxyz
abcde
fghij
uvwxyz

将 Buffer 转换为 JSON 对象

语法

将 Node Buffer 转换为 JSON 对象的函数语法格式如下:

buf.toJSON()

当字符串化一个 Buffer 实例时,JSON.stringify() 会隐式地调用该 toJSON()。

返回值

返回 JSON 对象。

实例

const buf = Buffer.from([0x1,0x2,0x3,0x4,0x5]);
const json = JSON.stringify(buf);
console.log(json);		// {"type":"Buffer","data":[1,2,3,4,5]}

const copy = JSON.parse(json,(key,value) => {
	console.log(key,value);
	return value && value.type === 'Buffer'? 
		Buffer.from(value.data):
		value
})
console.log(copy);	// <Buffer 01 02 03 04 05>

缓冲区合并

语法

Node 缓冲区合并的语法如下所示:

Buffer.concat(list[, totalLength])

参数

参数描述如下:

  • list - 用于合并的 Buffer 对象数组列表。
  • totalLength - 指定合并后Buffer对象的总长度。

返回值

返回一个多个成员合并的新 Buffer 对象。

实例

const buf1 = Buffer.from('我永远喜欢阿狸');
const buf2 = Buffer.from(' <==> ');
const buf3 = Buffer.from('i love ahri forever');
const buf4 = Buffer.concat([buf1,buf2,buf3]);
console.log(buf4.toString());		// 我永远喜欢阿狸 <==> i love ahri forever

缓冲区比较

语法

Node Buffer 比较的函数语法如下所示, 该方法在 Node.js v0.12.2 版本引入:

buf.compare(otherBuffer);

参数

参数描述如下:

  • otherBuffer - 与 buf 对象比较的另外一个 Buffer 对象。

返回值

返回一个数字,表示 buf 在 otherBuffer 之前,之后或相同。

实例

const buf1 = Buffer.from('ABC');
const buf2 = Buffer.from('ABCD');
const result = buf1.compare(buf2);

if(result < 0) {
	console.log(`${buf1}在${buf2}之前`);
}else if(result == 0) {
	console.log(`${buf1}与${buf2}一样`);
}else {
	console.log(`${buf1}在${buf2}之后`);
}

输出结果:

ABC在ABCD之前

缓冲区拷贝

语法

Node 缓冲区拷贝语法如下所示:

buf.copy(targetBuffer[, targetStart[, sourceStart[, sourceEnd]]])

参数

参数描述如下:

  • targetBuffer - 要拷贝的 Buffer 对象。
  • targetStart - 数字, 可选, 默认: 0
  • sourceStart - 数字, 可选, 默认: 0
  • sourceEnd - 数字, 可选, 默认: buffer.length

返回值

没有返回值。

实例

const buf1 = Buffer.from('abcdefghijklmn');
const buf2 = Buffer.from('ahri');

buf2.copy(buf1,3,1,3);
// buf2用第2到第3个字符 hr 替换了buf1 里从第4个字符开始的两个字符 de
console.log(buf1.toString());		// abchrfghijklmn

缓冲区裁剪

语法

Node 缓冲区裁剪语法如下所示:

buf.slice([start[, end]])

参数

参数描述如下:

  • start - 数字, 可选, 默认: 0
  • end - 数字, 可选, 默认: buffer.length

返回值

返回一个新的缓冲区,它和旧缓冲区指向同一块内存,但是从索引 start 到 end 的位置剪切。

实例

const buf1 = Buffer.from('i love ahri forever');
const buf2 = buf1.slice();
console.log(buf2.toString());		// 	i love ahri forever
const buf3 = buf1.slice(7,11);
console.log(buf3.toString());		//	ahri

缓冲区长度

语法

Node 缓冲区长度计算语法如下所示:

buf.length

返回值

返回 Buffer 对象所占据的内存长度。

实例

const buf = Buffer.from('i love ahri forever');
console.log(buf.length);		//		19
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