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:
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:
// 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。
typedarray(unsigned long length)
创建一个新的typedarray,length是其固定长度。
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。
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:
var array = new uint8array(10);
或者:
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
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//……
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//……
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)
//……
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。