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HTML5星空

HTML5新数组TypedArray介绍

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发表于 2014-1-3 15:39:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
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。
[/quote]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。
1459175722.jpg
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 =01234567 索引数v1 =01v2 = 012345v3 = 01
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Int8Array18位有符号整数bytesigned charUint8Array18位无符号整数octetunsigned charUint8ClampedArray18位无符号整数 (clamped)octetunsigned charInt16Array216位有符号整数shortshortUint16Array216位无符号整数unsigned shortunsigned shortInt32Array432位有符号整数longintUint32Array432位无符号整数unsigned longunsigned intFloat32Array432位IEEE浮点数unrestricted floatfloatFloat64Array864位IEEE浮点数unrestricted doubledouble
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
[quote]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 = Math.floor(Math.random() * 100);
}
var temp;
var time1 = (new Date()).getTime();
for(var i = array.length; i--;){
temp = array;
}
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 = Math.floor(Math.random() * 100);
}
var temp;
var time3 = (new Date()).getTime();
for(var i = array2.length; i--;){
temp = array2;
}
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;
}
return (total / __array.length);
}
timer(check1, 10, function(){
timer(check2, 10);
});



1459175722.jpg
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 = 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 = 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);
}
//……


1459175722.jpg
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 = 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 = Math.floor(Math.random() * 100);
}
var time4 = (new Date()).getTime();
console.log(time4 - time3);
timeArray2.push(time4 - time3);
}
//……



1459175722.jpg
Test4:复制操作(U8C to U8C 和 Array to U8C)


1459175722.jpg


复制代码
代码如下:

//……
function check1(){
var array = new Uint8ClampedArray(5000000);
for(var i = array.length; i--;){
array = 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 = 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。
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