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Javascript中的數(shù)組是個(gè)強(qiáng)大的家伙：

你可以創(chuàng)建的時(shí)候不規(guī)定長度，而是動(dòng)態(tài)的去改變長度。

你可以把他當(dāng)成普通的數(shù)組去讀取，也可以當(dāng)他是堆棧來使用。

你可以改變數(shù)組中每個(gè)元素的值甚至是類型。

好吧，其實(shí)他是一個(gè)對(duì)象，比如我們可以這樣去創(chuàng)建數(shù)組：

var array = new Array(10);

Javascript的數(shù)組的強(qiáng)大以及全能，給我們帶來了便捷性。但一般而言：

全能的東西能在各種環(huán)境下使用，但卻不一定適用于各種環(huán)境。

而TypedArray正是為了解決Javascript中數(shù)組“干太多事”而出現(xiàn)的。

起源

TypedArray是一種通用的固定長度緩沖區(qū)類型，允許讀取緩沖區(qū)中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。

其在WEBGL規(guī)范中被引入用于解決Javascript處理二進(jìn)制數(shù)據(jù)的問題。

TypedArray已經(jīng)被大部分現(xiàn)代瀏覽器支持，例如可以用下面方法創(chuàng)建TypedArray：

    // 創(chuàng)建一個(gè)8-byte的ArrayBuffer
    var b = new ArrayBuffer(8);

    // 創(chuàng)建一個(gè)b的引用，類型是Int32，起始位置在0，結(jié)束位置為緩沖區(qū)尾部
    var v1 = new Int32Array(b);

    // 創(chuàng)建一個(gè)b的引用，類型是Uint8，起始位置在2，結(jié)束位置為緩沖區(qū)尾部
    var v2 = new Uint8Array(b, 2);

    // 創(chuàng)建一個(gè)b的引用，類型是Int16，起始位置在2，總長度為2
    var v3 = new Int16Array(b, 2, 2);

則緩沖和創(chuàng)建的引用布局為：

變量	索引
	字節(jié)數(shù)
b =	0	1	2	3	4	5	6	7
	索引數(shù)
v1 =	0				1
v2 =			0	1	2	3	4	5
v3 =			0		1

這表示Int32類型的v1數(shù)組的第0個(gè)元素是ArrayBuffer類型的b的第0-3個(gè)字節(jié)，如此等等。

構(gòu)造函數(shù)

上面我們通過ArrayBuffer來創(chuàng)建TypedArray，而實(shí)際上，TypedArray提供了3個(gè)構(gòu)造函數(shù)來創(chuàng)建他的實(shí)例。

構(gòu)造函數(shù)
TypedArray(unsigned long length) 創(chuàng)建一個(gè)新的TypedArray，length是其固定長度。
TypedArray(TypedArray array) TypedArray(type[] array) 創(chuàng)建一個(gè)新的TypedArray，其每個(gè)元素根據(jù)array進(jìn)行初始化，元素進(jìn)行了相應(yīng)的類型轉(zhuǎn)換。
TypedArray(ArrayBuffer buffer, optional unsigned long byteOffset, optional unsigned long length) 創(chuàng)建一個(gè)新的TypedArray，使其作為buffer的一個(gè)引用，byteOffset為其起始的偏移量，length為其長度。

所以通常我們用下面的方式創(chuàng)建TypedArray：

var array = new Uint8Array(10);

或者：

var array = new Uint8Array([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]);

數(shù)據(jù)操作

TypedArray提供了setter、getter、set和subarray四個(gè)方法進(jìn)行數(shù)據(jù)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) 設(shè)置指定索引的元素為指定值。
void set(TypedArray array, optional unsigned long offset) void set(type[] array, optional unsigned long offset) 根據(jù)array設(shè)置值，offset為偏移位置。
TypedArray subarray(long begin, optional long end) 返回一個(gè)新的TypedArray，起始位為begin，結(jié)束位為end。

例如讀取元素可以用：

var array = new Uint8Array([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]);
alert(array[4]);    //5

設(shè)置元素可以用：

var array = new Uint8Array([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]);
alert(array[4]);    //5
array[4] = 12;
alert(array[4]);    //12

獲取一個(gè)副本可以用：

var array = new Uint8Array([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]);
var array2 = array.subarray(0);

數(shù)組類型

類型	大小	描述	Web IDL類型	C 類型
`Int8Array`	1	8位有符號(hào)整數(shù)	`byte`	`signed char`
`Uint8Array`	1	8位無符號(hào)整數(shù)	`octet`	`unsigned char`
`Uint8ClampedArray`	1	8位無符號(hào)整數(shù) (clamped)	`octet`	`unsigned char`
`Int16Array`	2	16位有符號(hào)整數(shù)	`short`	`short`
`Uint16Array`	2	16位無符號(hào)整數(shù)	`unsigned short`	`unsigned short`
`Int32Array`	4	32位有符號(hào)整數(shù)	`long`	`int`
`Uint32Array`	4	32位無符號(hào)整數(shù)	`unsigned long`	`unsigned int`
`Float32Array`	4	32位IEEE浮點(diǎn)數(shù)	`unrestricted float`	`float`
`Float64Array`	8	64位IEEE浮點(diǎn)數(shù)	`unrestricted double`	`double`

玩過canvas的可能會(huì)覺得很眼熟。

因?yàn)镮mageData中用于存儲(chǔ)圖像數(shù)據(jù)的數(shù)組便是Uint8ClampedArray類型的。

例如：

var context = document.createElement("canvas").getContext("2d");

var imageData = context.createImageData(100, 100);

console.log(imageData.data);

其在FireBug中顯示為：

Uint8ClampedArray { 0=0, 1=0, 2=0, 更多...}

為什么要用TypedArray

我們知道Javascript中數(shù)字是64位浮點(diǎn)數(shù)。則對(duì)于一個(gè)二進(jìn)制圖片（圖片每個(gè)像素點(diǎn)是以8位無符號(hào)整數(shù)存儲(chǔ)的），如果要將其數(shù)據(jù)在Javascript數(shù)組中使用，相當(dāng)于使用了圖片8倍的內(nèi)存來存儲(chǔ)一個(gè)圖片的數(shù)據(jù)，這顯然是不科學(xué)的。而TypedArray能幫助我們只使用原來1/8的內(nèi)存來存儲(chǔ)圖片數(shù)據(jù)。

或者對(duì)于WebSocket，如果用base64進(jìn)行傳輸也是一個(gè)花費(fèi)較高的方式，轉(zhuǎn)而使用二進(jìn)制傳送可能是更好的方式。

當(dāng)然，TypedArray還有更多好處，比如具有更好的性能，下面我們進(jìn)行一些小測(cè)試來驗(yàn)證這一點(diǎn)。

參與測(cè)試的瀏覽器為：

FireFox 17.0.1 和 Chrome 23.0.1271.97m

Test1：順序讀取速讀

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);
});

可見Uint8ClampedArray的讀取速度明顯比Array要快（條狀柱越長，代表花費(fèi)時(shí)間越多）。

Test2：隨機(jī)讀取

//……

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);
}

//……

隨即讀取中Uint8ClampedArray的讀取速度也是比Array要快的。

Test3：順序?qū)懭?/font>

//……

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：復(fù)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);
}

//……

可見U8C復(fù)制到U8C，比Array復(fù)制到U8C快得多。

參考文獻(xiàn)

Typed Array Specification

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HTML5 中的新數(shù)組

起源

構(gòu)造函數(shù)

數(shù)據(jù)操作

數(shù)組類型

為什么要用TypedArray

參考文獻(xiàn)

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