标准对象库

console 对象与控制台

console 对象的静态方法

console对象提供的各种静态方法，用来与控制台窗口互动。

console.log()，console.info()，console.debug()

console.log方法用于在控制台输出信息。它可以接受一个或多个参数，将它们连接起来输出。

console.log('Hello World')
// Hello World
console.log('a', 'b', 'c')
// a b c

console.log方法会自动在每次输出的结尾，添加换行符。

console.log(1);
console.log(2);
console.log(3);
// 1
// 2
// 3

如果第一个参数是格式字符串（使用了格式占位符），console.log方法将依次用后面的参数替换占位符，然后再进行输出。

console.log(' %s + %s = %s', 1, 1, 2)
//  1 + 1 = 2

上面代码中，console.log方法的第一个参数有三个占位符（%s），第二、三、四个参数会在显示时，依次替换掉这个三个占位符。

console.log方法支持以下占位符，不同类型的数据必须使用对应的占位符。

• %s 字符串
• %d 整数
• %i 整数
• %f 浮点数
• %o 对象的链接
• %c CSS 格式字符串

var number = 11 * 9;
var color = 'red';

console.log('%d %s balloons', number, color);
// 99 red balloons

上面代码中，第二个参数是数值，对应的占位符是%d，第三个参数是字符串，对应的占位符是%s。

使用%c占位符时，对应的参数必须是 CSS 代码，用来对输出内容进行 CSS 渲染。

console.log(
  '%cThis text is styled!',
  'color: red; background: yellow; font-size: 24px;'
)

上面代码运行后，输出的内容将显示为黄底红字。

console.log方法的两种参数格式，可以结合在一起使用。

console.log(' %s + %s ', 1, 1, '= 2')
// 1 + 1  = 2

如果参数是一个对象，console.log会显示该对象的值。

console.log({foo: 'bar'})
// Object {foo: "bar"}
console.log(Date)
// function Date() { [native code] }

上面代码输出Date对象的值，结果为一个构造函数。

console.info是console.log方法的别名，用法完全一样。只不过console.info方法会在输出信息的前面，加上一个蓝色图标。

console.debug方法与console.log方法类似，会在控制台输出调试信息。但是，默认情况下，console.debug输出的信息不会显示，只有在打开显示级别在verbose的情况下，才会显示。

console对象的所有方法，都可以被覆盖。因此，可以按照自己的需要，定义console.log方法。

['log', 'info', 'warn', 'error'].forEach(function(method) {
  console[method] = console[method].bind(
    console,
    new Date().toISOString()
  );
});

console.log("出错了！");
// 2014-05-18T09:00.000Z 出错了！

上面代码表示，使用自定义的console.log方法，可以在显示结果添加当前时间。

console.warn()，console.error()

warn方法和error方法也是在控制台输出信息，它们与log方法的不同之处在于，warn方法输出信息时，在最前面加一个黄色三角，表示警告；error方法输出信息时，在最前面加一个红色的叉，表示出错。同时，还会高亮显示输出文字和错误发生的堆栈。其他方面都一样。

这两个方法均不会阻止程序的正常运行。

console.error('Error: %s (%i)', 'Server is not responding', 500)
// Error: Server is not responding (500)
console.warn('Warning! Too few nodes (%d)', document.childNodes.length)
// Warning! Too few nodes (1)

可以这样理解，log方法是写入标准输出（stdout），warn方法和error方法是写入标准错误（stderr）。

console.table()

对于某些复合类型的数据，console.table方法可以将其转为表格显示。

var languages = [
  { name: "JavaScript", fileExtension: ".js" },
  { name: "TypeScript", fileExtension: ".ts" },
  { name: "CoffeeScript", fileExtension: ".coffee" }
];

console.table(languages);

上面代码的language变量，转为表格显示如下。

(index)	name	fileExtension
0	"JavaScript"	".js"
1	"TypeScript"	".ts"
2	"CoffeeScript"	".coffee"

下面是显示表格内容的例子。

var languages = {  csharp: { name: "C#", paradigm: "object-oriented" },  fsharp: { name: "F#", paradigm: "functional" }};console.table(languages);

上面代码的language，转为表格显示如下。

(index)	name	paradigm
csharp	"C#"	"object-oriented"
fsharp	"F#"	"functional"

console.count()

count方法用于计数，输出它被调用了多少次。

function greet(user) {
  console.count();
  return 'hi ' + user;
}

greet('bob')
//  : 1
// "hi bob"

greet('alice')
//  : 2
// "hi alice"

greet('bob')
//  : 3
// "hi bob"

上面代码每次调用greet函数，内部的console.count方法就输出执行次数。

该方法可以接受一个字符串作为参数，作为标签，对执行次数进行分类。

function greet(user) {
  console.count(user);
  return "hi " + user;
}

greet('bob')
// bob: 1
// "hi bob"

greet('alice')
// alice: 1
// "hi alice"

greet('bob')
// bob: 2
// "hi bob"

上面代码根据参数的不同，显示bob执行了两次，alice执行了一次。

console.dir()，console.dirxml()

dir方法用来对一个对象进行检查（inspect），并以易于阅读和打印的格式显示。

console.log({f1: 'foo', f2: 'bar'})// Object {f1: "foo", f2: "bar"}console.dir({f1: 'foo', f2: 'bar'})// Object//   f1: "foo"//   f2: "bar"//   __proto__: Object

上面代码显示dir方法的输出结果，比log方法更易读，信息也更丰富。

该方法对于输出 DOM 对象非常有用，因为会显示 DOM 对象的所有属性。

console.dir(document.body)

Node 环境之中，还可以指定以代码高亮的形式输出。

console.dir(obj, {colors: true})

dirxml方法主要用于以目录树的形式，显示 DOM 节点。

console.dirxml(document.body)

如果参数不是 DOM 节点，而是普通的 JavaScript 对象，console.dirxml等同于console.dir。

console.dirxml([1, 2, 3])
// 等同于
console.dir([1, 2, 3])

console.assert()

console.assert方法主要用于程序运行过程中，进行条件判断，如果不满足条件，就显示一个错误，但不会中断程序执行。这样就相当于提示用户，内部状态不正确。

它接受两个参数，第一个参数是表达式，第二个参数是字符串。只有当第一个参数为false，才会提示有错误，在控制台输出第二个参数，否则不会有任何结果。

console.assert(false, '判断条件不成立')
// Assertion failed: 判断条件不成立

// 相当于
try {
  if (!false) {
    throw new Error('判断条件不成立');
  }
} catch(e) {
  console.error(e);
}

下面是一个例子，判断子节点的个数是否大于等于500。

console.assert(list.childNodes.length < 500, '节点个数大于等于500')

上面代码中，如果符合条件的节点小于500个，不会有任何输出；只有大于等于500时，才会在控制台提示错误，并且显示指定文本。

console.time()，console.timeEnd()

这两个方法用于计时，可以算出一个操作所花费的准确时间。

console.time('Array initialize');var array= new Array(1000000);for (var i = array.length - 1; i >= 0; i--) {  array[i] = new Object();};console.timeEnd('Array initialize');// Array initialize: 1914.481ms

time方法表示计时开始，timeEnd方法表示计时结束。它们的参数是计时器的名称。调用timeEnd方法之后，控制台会显示“计时器名称: 所耗费的时间”。

console.group()，console.groupEnd()，console.groupCollapsed()

console.group和console.groupEnd这两个方法用于将显示的信息分组。它只在输出大量信息时有用，分在一组的信息，可以用鼠标折叠/展开。

console.group('一级分组');
console.log('一级分组的内容');

console.group('二级分组');
console.log('二级分组的内容');

console.groupEnd(); // 二级分组结束
console.groupEnd(); // 一级分组结束

上面代码会将“二级分组”显示在“一级分组”内部，并且“一级分组”和“二级分组”前面都有一个折叠符号，可以用来折叠本级的内容。

console.groupCollapsed方法与console.group方法很类似，唯一的区别是该组的内容，在第一次显示时是收起的（collapsed），而不是展开的。

console.groupCollapsed('Fetching Data');

console.log('Request Sent');
console.error('Error: Server not responding (500)');

console.groupEnd();

上面代码只显示一行”Fetching Data“，点击后才会展开，显示其中包含的两行。

console.trace()，console.clear()

console.trace方法显示当前执行的代码在堆栈中的调用路径。

console.trace()
// console.trace()
//   (anonymous function)
//   InjectedScript._evaluateOn
//   InjectedScript._evaluateAndWrap
//   InjectedScript.evaluate

console.clear方法用于清除当前控制台的所有输出，将光标回置到第一行。如果用户选中了控制台的“Preserve log”选项，console.clear方法将不起作用。

console.debug方法与console.log方法类似，会在控制台输出调试信息。但是，默认情况下，console.debug输出的信息不会显示，只有在打开显示级别在verbose的情况下，才会显示。

console对象的所有方法，都可以被覆盖。因此，可以按照自己的需要，定义console.log方法。

['log', 'info', 'warn', 'error'].forEach(function(method) {
  console[method] = console[method].bind(
    console,
    new Date().toISOString()
  );
});

console.log("出错了！");
// 2014-05-18T09:00.000Z 出错了！

上面代码表示，使用自定义的console.log方法，可以在显示结果添加当前时间。

控制台命令行 API

浏览器控制台中，除了使用console对象，还可以使用一些控制台自带的命令行方法。

（1）$_

$_属性返回上一个表达式的值。

2 + 2
// 4
$_
// 4

（2）$0 - $4

控制台保存了最近5个在 Elements 面板选中的 DOM 元素，$0代表倒数第一个（最近一个），$1代表倒数第二个，以此类推直到$4。

（3）$(selector)

$(selector)返回第一个匹配的元素，等同于document.querySelector()。注意，如果页面脚本对$有定义，则会覆盖原始的定义。比如，页面里面有 jQuery，控制台执行$(selector)就会采用 jQuery 的实现，返回一个数组。

（4）$$(selector)

$$(selector)返回选中的 DOM 对象，等同于document.querySelectorAll。

（5）$x(path)

$x(path)方法返回一个数组，包含匹配特定 XPath 表达式的所有 DOM 元素。

$x("//p[a]")

上面代码返回所有包含a元素的p元素。

（6）inspect(object)

inspect(object)方法打开相关面板，并选中相应的元素，显示它的细节。DOM 元素在Elements面板中显示，比如inspect(document)会在 Elements 面板显示document元素。JavaScript 对象在控制台面板Profiles面板中显示，比如inspect(window)。

（7）getEventListeners(object)

getEventListeners(object)方法返回一个对象，该对象的成员为object登记了回调函数的各种事件（比如click或keydown），每个事件对应一个数组，数组的成员为该事件的回调函数。

（8）keys(object)，values(object)

keys(object)方法返回一个数组，包含object的所有键名。

values(object)方法返回一个数组，包含object的所有键值。

var o = {'p1': 'a', 'p2': 'b'};keys(o)// ["p1", "p2"]values(o)// ["a", "b"]

（9）monitorEvents(object[, events]) ，unmonitorEvents(object[, events])

monitorEvents(object[, events])方法监听特定对象上发生的特定事件。事件发生时，会返回一个Event对象，包含该事件的相关信息。unmonitorEvents方法用于停止监听。

monitorEvents(window, "resize");monitorEvents(window, ["resize", "scroll"])

上面代码分别表示单个事件和多个事件的监听方法。

monitorEvents($0, 'mouse');unmonitorEvents($0, 'mousemove');

上面代码表示如何停止监听。

monitorEvents允许监听同一大类的事件。所有事件可以分成四个大类。

• mouse："mousedown", "mouseup", "click", "dblclick", "mousemove", "mouseover", "mouseout", "mousewheel"
• key："keydown", "keyup", "keypress", "textInput"
• touch："touchstart", "touchmove", "touchend", "touchcancel"
• control："resize", "scroll", "zoom", "focus", "blur", "select", "change", "submit", "reset"

monitorEvents($("#msg"), "key");

上面代码表示监听所有key大类的事件。

（10）其他方法

命令行 API 还提供以下方法。

• clear()：清除控制台的历史。
• copy(object)：复制特定 DOM 元素到剪贴板。
• dir(object)：显示特定对象的所有属性，是console.dir方法的别名。
• dirxml(object)：显示特定对象的 XML 形式，是console.dirxml方法的别名。

debugger 语句

debugger语句主要用于除错，作用是设置断点。如果有正在运行的除错工具，程序运行到debugger语句时会自动停下。如果没有除错工具，debugger语句不会产生任何结果，JavaScript 引擎自动跳过这一句。

Chrome 浏览器中，当代码运行到debugger语句时，就会暂停运行，自动打开脚本源码界面。

for(var i = 0; i < 5; i++){  console.log(i);  if (i === 2) debugger;}

上面代码打印出0，1，2以后，就会暂停，自动打开源码界面，等待进一步处理。

Date 对象

简介

Date对象是 JavaScript 原生的时间库。它以国际标准时间（UTC）1970年1月1日00:00:00作为时间的零点，可以表示的时间范围是前后各1亿天（单位为毫秒）。

普通函数的用法

Date对象可以作为普通函数直接调用，返回一个代表当前时间的字符串。

Date()
// "Tue Dec 01 2015 09:34:43 GMT+0800 (CST)"

注意，即使带有参数，Date作为普通函数使用时，返回的还是当前时间。

Date(2000, 1, 1)
// "Tue Dec 01 2015 09:34:43 GMT+0800 (CST)"

上面代码说明，无论有没有参数，直接调用Date总是返回当前时间。

构造函数的用法

Date还可以当作构造函数使用。对它使用new命令，会返回一个Date对象的实例。如果不加参数，实例代表的就是当前时间。

var today = new Date();

Date实例有一个独特的地方。其他对象求值的时候，都是默认调用.valueOf()方法，但是Date实例求值的时候，默认调用的是toString()方法。这导致对Date实例求值，返回的是一个字符串，代表该实例对应的时间。

var today = new Date();

today
// "Tue Dec 01 2015 09:34:43 GMT+0800 (CST)"

// 等同于
today.toString()
// "Tue Dec 01 2015 09:34:43 GMT+0800 (CST)"

上面代码中，today是Date的实例，直接求值等同于调用toString方法。

作为构造函数时，Date对象可以接受多种格式的参数，返回一个该参数对应的时间实例。

// 参数为时间零点开始计算的毫秒数
new Date(1378218728000)
// Tue Sep 03 2013 22:32:08 GMT+0800 (CST)

// 参数为日期字符串
new Date('January 6, 2013');
// Sun Jan 06 2013 00:00:00 GMT+0800 (CST)

// 参数为多个整数，
// 代表年、月、日、小时、分钟、秒、毫秒
new Date(2013, 0, 1, 0, 0, 0, 0)
// Tue Jan 01 2013 00:00:00 GMT+0800 (CST)

关于Date构造函数的参数，有几点说明。

第一点，参数可以是负整数，代表1970年元旦之前的时间。

new Date(-1378218728000)
// Fri Apr 30 1926 17:27:52 GMT+0800 (CST)

第二点，只要是能被Date.parse()方法解析的字符串，都可以当作参数。

new Date('2013-2-15')
new Date('2013/2/15')
new Date('02/15/2013')
new Date('2013-FEB-15')
new Date('FEB, 15, 2013')
new Date('FEB 15, 2013')
new Date('February, 15, 2013')
new Date('February 15, 2013')
new Date('15 Feb 2013')
new Date('15, February, 2013')
// Fri Feb 15 2013 00:00:00 GMT+0800 (CST)

上面多种日期字符串的写法，返回的都是同一个时间。

第三，参数为年、月、日等多个整数时，年和月是不能省略的，其他参数都可以省略的。也就是说，这时至少需要两个参数，因为如果只使用“年”这一个参数，Date会将其解释为毫秒数。

new Date(2013)
// Thu Jan 01 1970 08:00:02 GMT+0800 (CST)

上面代码中，2013被解释为毫秒数，而不是年份。

new Date(2013, 0)
// Tue Jan 01 2013 00:00:00 GMT+0800 (CST)
new Date(2013, 0, 1)
// Tue Jan 01 2013 00:00:00 GMT+0800 (CST)
new Date(2013, 0, 1, 0)
// Tue Jan 01 2013 00:00:00 GMT+0800 (CST)
new Date(2013, 0, 1, 0, 0, 0, 0)
// Tue Jan 01 2013 00:00:00 GMT+0800 (CST)

上面代码中，不管有几个参数，返回的都是2013年1月1日零点。

最后，各个参数的取值范围如下。

• 年：使用四位数年份，比如2000。如果写成两位数或个位数，则加上1900，即10代表1910年。如果是负数，表示公元前。
• 月：0表示一月，依次类推，11表示12月。
• 日：1到31。
• 小时：0到23。
• 分钟：0到59。
• 秒：0到59
• 毫秒：0到999。

注意，月份从0开始计算，但是，天数从1开始计算。另外，除了日期的默认值为1，小时、分钟、秒钟和毫秒的默认值都是0。

这些参数如果超出了正常范围，会被自动折算。比如，如果月设为15，就折算为下一年的4月。

new Date(2013, 15)
// Tue Apr 01 2014 00:00:00 GMT+0800 (CST)
new Date(2013, 0, 0)
// Mon Dec 31 2012 00:00:00 GMT+0800 (CST)

上面代码的第二个例子，日期设为0，就代表上个月的最后一天。

参数还可以使用负数，表示扣去的时间。

new Date(2013, -1)
// Sat Dec 01 2012 00:00:00 GMT+0800 (CST)
new Date(2013, 0, -1)
// Sun Dec 30 2012 00:00:00 GMT+0800 (CST)

上面代码中，分别对月和日使用了负数，表示从基准日扣去相应的时间。

日期的运算

类型自动转换时，Date实例如果转为数值，则等于对应的毫秒数；如果转为字符串，则等于对应的日期字符串。所以，两个日期实例对象进行减法运算时，返回的是它们间隔的毫秒数；进行加法运算时，返回的是两个字符串连接而成的新字符串。

var d1 = new Date(2000, 2, 1);
var d2 = new Date(2000, 3, 1);

d2 - d1
// 2678400000
d2 + d1
// "Sat Apr 01 2000 00:00:00 GMT+0800 (CST)Wed Mar 01 2000 00:00:00 GMT+0800 (CST)"

静态方法

Date.now()

Date.now方法返回当前时间距离时间零点（1970年1月1日 00:00:00 UTC）的毫秒数，相当于 Unix 时间戳乘以1000。

Date.now() // 1364026285194

Date.parse()

Date.parse方法用来解析日期字符串，返回该时间距离时间零点（1970年1月1日 00:00:00）的毫秒数。

日期字符串应该符合 RFC 2822 和 ISO 8061 这两个标准，即YYYY-MM-DDTHH:mm:ss.sssZ格式，其中最后的Z表示时区。但是，其他格式也可以被解析，请看下面的例子。

Date.parse('Aug 9, 1995')
Date.parse('January 26, 2011 13:51:50')
Date.parse('Mon, 25 Dec 1995 13:30:00 GMT')
Date.parse('Mon, 25 Dec 1995 13:30:00 +0430')
Date.parse('2011-10-10')
Date.parse('2011-10-10T14:48:00')

上面的日期字符串都可以解析。

如果解析失败，返回NaN。

Date.parse('xxx') // NaN

Date.UTC()

Date.UTC方法接受年、月、日等变量作为参数，返回该时间距离时间零点（1970年1月1日 00:00:00 UTC）的毫秒数。

// 格式
Date.UTC(year, month[, date[, hrs[, min[, sec[, ms]]]]])

// 用法
Date.UTC(2011, 0, 1, 2, 3, 4, 567)
// 1293847384567

该方法的参数用法与Date构造函数完全一致，比如月从0开始计算，日期从1开始计算。区别在于Date.UTC方法的参数，会被解释为 UTC 时间（世界标准时间），Date构造函数的参数会被解释为当前时区的时间。

实例方法

Date的实例对象，有几十个自己的方法，除了valueOf和toString，可以分为以下三类。

• to类：从Date对象返回一个字符串，表示指定的时间。
• get类：获取Date对象的日期和时间。
• set类：设置Date对象的日期和时间。

Date.prototype.valueOf()

valueOf方法返回实例对象距离时间零点（1970年1月1日00:00:00 UTC）对应的毫秒数，该方法等同于getTime方法。

var d = new Date();

d.valueOf() // 1362790014817
d.getTime() // 1362790014817

预期为数值的场合，Date实例会自动调用该方法，所以可以用下面的方法计算时间的间隔。

var start = new Date();
// ...
var end = new Date();
var elapsed = end - start;

to 类方法

（1）Date.prototype.toString()

toString方法返回一个完整的日期字符串。

var d = new Date(2013, 0, 1);

d.toString()
// "Tue Jan 01 2013 00:00:00 GMT+0800 (CST)"
d
// "Tue Jan 01 2013 00:00:00 GMT+0800 (CST)"

因为toString是默认的调用方法，所以如果直接读取Date实例，就相当于调用这个方法。

（2）Date.prototype.toUTCString()

toUTCString方法返回对应的 UTC 时间，也就是比北京时间晚8个小时。

var d = new Date(2013, 0, 1);

d.toUTCString()
// "Mon, 31 Dec 2012 16:00:00 GMT"

（3）Date.prototype.toISOString()

toISOString方法返回对应时间的 ISO8601 写法。

var d = new Date(2013, 0, 1);

d.toISOString()
// "2012-12-31T16:00:00.000Z"

注意，toISOString方法返回的总是 UTC 时区的时间。

（4）Date.prototype.toJSON()

toJSON方法返回一个符合 JSON 格式的 ISO 日期字符串，与toISOString方法的返回结果完全相同。

var d = new Date(2013, 0, 1);

d.toJSON()
// "2012-12-31T16:00:00.000Z"

（5）Date.prototype.toDateString()

toDateString方法返回日期字符串（不含小时、分和秒）。

var d = new Date(2013, 0, 1);
d.toDateString() // "Tue Jan 01 2013"

（6）Date.prototype.toTimeString()

toTimeString方法返回时间字符串（不含年月日）。

var d = new Date(2013, 0, 1);
d.toTimeString() // "00:00:00 GMT+0800 (CST)"

（7）本地时间

以下三种方法，可以将 Date 实例转为表示本地时间的字符串。

• Date.prototype.toLocaleString()：完整的本地时间。
• Date.prototype.toLocaleDateString()：本地日期（不含小时、分和秒）。
• Date.prototype.toLocaleTimeString()：本地时间（不含年月日）。

下面是用法实例。

var d = new Date(2013, 0, 1);

d.toLocaleString()
// 中文版浏览器为"2013年1月1日 上午12:00:00"
// 英文版浏览器为"1/1/2013 12:00:00 AM"

d.toLocaleDateString()
// 中文版浏览器为"2013年1月1日"
// 英文版浏览器为"1/1/2013"

d.toLocaleTimeString()
// 中文版浏览器为"上午12:00:00"
// 英文版浏览器为"12:00:00 AM"

这三个方法都有两个可选的参数。

dateObj.toLocaleString([locales[, options]])
dateObj.toLocaleDateString([locales[, options]])
dateObj.toLocaleTimeString([locales[, options]])

这两个参数中，locales是一个指定所用语言的字符串，options是一个配置对象。下面是locales的例子，分别采用en-US和zh-CN语言设定。

var d = new Date(2013, 0, 1);

d.toLocaleString('en-US') // "1/1/2013, 12:00:00 AM"
d.toLocaleString('zh-CN') // "2013/1/1 上午12:00:00"

d.toLocaleDateString('en-US') // "1/1/2013"
d.toLocaleDateString('zh-CN') // "2013/1/1"

d.toLocaleTimeString('en-US') // "12:00:00 AM"
d.toLocaleTimeString('zh-CN') // "上午12:00:00"

options配置对象有以下属性。

• dateStyle：可能的值为full、long、medium、short。
• timeStyle：可能的值为full、long、medium、short。
• month：可能的值为numeric、2-digit、long、short、narrow。
• year：可能的值为numeric、2-digit。
• weekday：可能的值为long、short、narrow。
• day、hour、minute、second：可能的值为numeric、2-digit。
• timeZone：可能的值为 IANA 的时区数据库。
• timeZooneName：可能的值为long、short。
• hour12：24小时周期还是12小时周期，可能的值为true、false。

下面是用法实例。

var d = new Date(2013, 0, 1);

d.toLocaleDateString('en-US', {
  weekday: 'long',
  year: 'numeric',
  month: 'long',
  day: 'numeric'
})
// "Tuesday, January 1, 2013"

d.toLocaleDateString('en-US', {
  day: "2-digit",
  month: "long",
  year: "2-digit"
});
// "January 01, 13"

d.toLocaleTimeString('en-US', {
  timeZone: 'UTC',
  timeZoneName: 'short'
})
// "4:00:00 PM UTC"

d.toLocaleTimeString('en-US', {
  timeZone: 'Asia/Shanghai',
  timeZoneName: 'long'
})
// "12:00:00 AM China Standard Time"

d.toLocaleTimeString('en-US', {
  hour12: false
})
// "00:00:00"

d.toLocaleTimeString('en-US', {
  hour12: true
})
// "12:00:00 AM"

get 类方法

Date对象提供了一系列get*方法，用来获取实例对象某个方面的值。

• getTime()：返回实例距离1970年1月1日00:00:00的毫秒数，等同于valueOf方法。
• getDate()：返回实例对象对应每个月的几号（从1开始）。
• getDay()：返回星期几，星期日为0，星期一为1，以此类推。
• getFullYear()：返回四位的年份。
• getMonth()：返回月份（0表示1月，11表示12月）。
• getHours()：返回小时（0-23）。
• getMilliseconds()：返回毫秒（0-999）。
• getMinutes()：返回分钟（0-59）。
• getSeconds()：返回秒（0-59）。
• getTimezoneOffset()：返回当前时间与 UTC 的时区差异，以分钟表示，返回结果考虑到了夏令时因素。

所有这些get*方法返回的都是整数，不同方法返回值的范围不一样。

• 分钟和秒：0 到 59
• 小时：0 到 23
• 星期：0（星期天）到 6（星期六）
• 日期：1 到 31
• 月份：0（一月）到 11（十二月）

var d = new Date('January 6, 2013');

d.getDate() // 6
d.getMonth() // 0
d.getFullYear() // 2013
d.getTimezoneOffset() // -480

上面代码中，最后一行返回-480，即 UTC 时间减去当前时间，单位是分钟。-480表示 UTC 比当前时间少480分钟，即当前时区比 UTC 早8个小时。

下面是一个例子，计算本年度还剩下多少天。

function leftDays() {
  var today = new Date();
  var endYear = new Date(today.getFullYear(), 11, 31, 23, 59, 59, 999);
  var msPerDay = 24 * 60 * 60 * 1000;
  return Math.round((endYear.getTime() - today.getTime()) / msPerDay);
}

上面这些get*方法返回的都是当前时区的时间，Date对象还提供了这些方法对应的 UTC 版本，用来返回 UTC 时间。

• getUTCDate()
• getUTCFullYear()
• getUTCMonth()
• getUTCDay()
• getUTCHours()
• getUTCMinutes()
• getUTCSeconds()
• getUTCMilliseconds()

var d = new Date('January 6, 2013');

d.getDate() // 6
d.getUTCDate() // 5

上面代码中，实例对象d表示当前时区（东八时区）的1月6日0点0分0秒，这个时间对于当前时区来说是1月6日，所以getDate方法返回6，对于 UTC 时区来说是1月5日，所以getUTCDate方法返回5。

set 类方法

Date对象提供了一系列set*方法，用来设置实例对象的各个方面。

• setDate(date)：设置实例对象对应的每个月的几号（1-31），返回改变后毫秒时间戳。
• setFullYear(year [, month, date])：设置四位年份。
• setHours(hour [, min, sec, ms])：设置小时（0-23）。
• setMilliseconds()：设置毫秒（0-999）。
• setMinutes(min [, sec, ms])：设置分钟（0-59）。
• setMonth(month [, date])：设置月份（0-11）。
• setSeconds(sec [, ms])：设置秒（0-59）。
• setTime(milliseconds)：设置毫秒时间戳。

这些方法基本是跟get*方法一一对应的，但是没有setDay方法，因为星期几是计算出来的，而不是设置的。另外，需要注意的是，凡是涉及到设置月份，都是从0开始算的，即0是1月，11是12月。

var d = new Date ('January 6, 2013');

d // Sun Jan 06 2013 00:00:00 GMT+0800 (CST)
d.setDate(9) // 1357660800000
d // Wed Jan 09 2013 00:00:00 GMT+0800 (CST)

set*方法的参数都会自动折算。以setDate()为例，如果参数超过当月的最大天数，则向下一个月顺延，如果参数是负数，表示从上个月的最后一天开始减去的天数。

var d1 = new Date('January 6, 2013');

d1.setDate(32) // 1359648000000
d1 // Fri Feb 01 2013 00:00:00 GMT+0800 (CST)

var d2 = new Date ('January 6, 2013');

d2.setDate(-1) // 1356796800000
d2 // Sun Dec 30 2012 00:00:00 GMT+0800 (CST)

上面代码中，d1.setDate(32)将日期设为1月份的32号，因为1月份只有31号，所以自动折算为2月1日。d2.setDate(-1)表示设为上个月的倒数第二天，即12月30日。

set类方法和get类方法，可以结合使用，得到相对时间。

var d = new Date();

// 将日期向后推1000天
d.setDate(d.getDate() + 1000);
// 将时间设为6小时后
d.setHours(d.getHours() + 6);
// 将年份设为去年
d.setFullYear(d.getFullYear() - 1);

set*系列方法除了setTime()，都有对应的 UTC 版本，即设置 UTC 时区的时间。

• setUTCDate()
• setUTCFullYear()
• setUTCHours()
• setUTCMilliseconds()
• setUTCMinutes()
• setUTCMonth()
• setUTCSeconds()

var d = new Date('January 6, 2013');
d.getUTCHours() // 16
d.setUTCHours(22) // 1357423200000
d // Sun Jan 06 2013 06:00:00 GMT+0800 (CST)

上面代码中，本地时区（东八时区）的1月6日0点0分，是 UTC 时区的前一天下午16点。设为 UTC 时区的22点以后，就变为本地时区的上午6点。

JSON 对象

JSON 格式

JSON 格式（JavaScript Object Notation 的缩写）是一种用于数据交换的文本格式，2001年由 Douglas Crockford 提出，目的是取代繁琐笨重的 XML 格式。

相比 XML 格式，JSON 格式有两个显著的优点：书写简单，一目了然；符合 JavaScript 原生语法，可以由解释引擎直接处理，不用另外添加解析代码。所以，JSON 迅速被接受，已经成为各大网站交换数据的标准格式，并被写入标准。

每个 JSON 对象就是一个值，可能是一个数组或对象，也可能是一个原始类型的值。总之，只能是一个值，不能是两个或更多的值。

JSON 对值的类型和格式有严格的规定。

1. 复合类型的值只能是数组或对象，不能是函数、正则表达式对象、日期对象。
2. 原始类型的值只有四种：字符串、数值（必须以十进制表示）、布尔值和null（不能使用NaN, Infinity, -Infinity和undefined）。
3. 字符串必须使用双引号表示，不能使用单引号。
4. 对象的键名必须放在双引号里面。
5. 数组或对象最后一个成员的后面，不能加逗号。

以下都是合法的 JSON。

["one", "two", "three"]

{ "one": 1, "two": 2, "three": 3 }

{"names": ["张三", "李四"] }

[ { "name": "张三"}, {"name": "李四"} ]

以下都是不合法的 JSON。

{ name: "张三", 'age': 32 }  // 属性名必须使用双引号

[32, 64, 128, 0xFFF] // 不能使用十六进制值

{ "name": "张三", "age": undefined } // 不能使用 undefined

{ "name": "张三",
  "birthday": new Date('Fri, 26 Aug 2011 07:13:10 GMT'),
  "getName": function () {
      return this.name;
  }
} // 属性值不能使用函数和日期对象

注意，null、空数组和空对象都是合法的 JSON 值。

JSON 对象

JSON对象是 JavaScript 的原生对象，用来处理 JSON 格式数据。它有两个静态方法：JSON.stringify()和JSON.parse()。

JSON.stringify()

基本用法

JSON.stringify()方法用于将一个值转为 JSON 字符串。该字符串符合 JSON 格式，并且可以被JSON.parse()方法还原。

JSON.stringify('abc') // ""abc""
JSON.stringify(1) // "1"
JSON.stringify(false) // "false"
JSON.stringify([]) // "[]"
JSON.stringify({}) // "{}"

JSON.stringify([1, "false", false])
// '[1,"false",false]'

JSON.stringify({ name: "张三" })
// '{"name":"张三"}'

上面代码将各种类型的值，转成 JSON 字符串。

注意，对于原始类型的字符串，转换结果会带双引号。

JSON.stringify('foo') === "foo" // false
JSON.stringify('foo') === "\"foo\"" // true

上面代码中，字符串foo，被转成了"\"foo\""。这是因为将来还原的时候，内层双引号可以让 JavaScript 引擎知道，这是一个字符串，而不是其他类型的值。

JSON.stringify(false) // "false"
JSON.stringify('false') // "\"false\""

上面代码中，如果不是内层的双引号，将来还原的时候，引擎就无法知道原始值是布尔值还是字符串。

如果对象的属性是undefined、函数或 XML 对象，该属性会被JSON.stringify()过滤。

var obj = {
  a: undefined,
  b: function () {}
};

JSON.stringify(obj) // "{}"

上面代码中，对象obj的a属性是undefined，而b属性是一个函数，结果都被JSON.stringify过滤。

如果数组的成员是undefined、函数或 XML 对象，则这些值被转成null。

var arr = [undefined, function () {}];
JSON.stringify(arr) // "[null,null]"

上面代码中，数组arr的成员是undefined和函数，它们都被转成了null。

正则对象会被转成空对象。

JSON.stringify(/foo/) // "{}"

JSON.stringify()方法会忽略对象的不可遍历的属性。

var obj = {};
Object.defineProperties(obj, {
  'foo': {
    value: 1,
    enumerable: true
  },
  'bar': {
    value: 2,
    enumerable: false
  }
});

JSON.stringify(obj); // "{"foo":1}"

上面代码中，bar是obj对象的不可遍历属性，JSON.stringify方法会忽略这个属性。

第二个参数

JSON.stringify()方法还可以接受一个数组，作为第二个参数，指定参数对象的哪些属性需要转成字符串。

var obj = {
  'prop1': 'value1',
  'prop2': 'value2',
  'prop3': 'value3'
};

var selectedProperties = ['prop1', 'prop2'];

JSON.stringify(obj, selectedProperties)
// "{"prop1":"value1","prop2":"value2"}"

上面代码中，JSON.stringify()方法的第二个参数指定，只转prop1和prop2两个属性。

这个类似白名单的数组，只对对象的属性有效，对数组无效。

JSON.stringify(['a', 'b'], ['0'])
// "["a","b"]"

JSON.stringify({0: 'a', 1: 'b'}, ['0'])
// "{"0":"a"}"

上面代码中，第二个参数指定 JSON 格式只转0号属性，实际上对数组是无效的，只对对象有效。

第二个参数还可以是一个函数，用来更改JSON.stringify()的返回值。

function f(key, value) {
  if (typeof value === "number") {
    value = 2 * value;
  }
  return value;
}

JSON.stringify({ a: 1, b: 2 }, f)
// '{"a": 2,"b": 4}'

上面代码中的f函数，接受两个参数，分别是被转换的对象的键名和键值。如果键值是数值，就将它乘以2，否则就原样返回。

注意，这个处理函数是递归处理所有的键。

var obj = {a: {b: 1}};

function f(key, value) {
  console.log("["+ key +"]:" + value);
  return value;
}

JSON.stringify(obj, f)
// []:[object Object]
// [a]:[object Object]
// [b]:1
// '{"a":{"b":1}}'

上面代码中，对象obj一共会被f函数处理三次，输出的最后那行是JSON.stringify()的默认输出。第一次键名为空，键值是整个对象obj；第二次键名为a，键值是{b: 1}；第三次键名为b，键值为1。

递归处理中，每一次处理的对象，都是前一次返回的值。

var obj = {a: 1};

function f(key, value) {
  if (typeof value === 'object') {
    return {b: 2};
  }
  return value * 2;
}

JSON.stringify(obj, f)
// "{"b": 4}"

上面代码中，f函数修改了对象obj，接着JSON.stringify()方法就递归处理修改后的对象obj。

如果处理函数返回undefined或没有返回值，则该属性会被忽略。

function f(key, value) {
  if (typeof(value) === "string") {
    return undefined;
  }
  return value;
}

JSON.stringify({ a: "abc", b: 123 }, f)
// '{"b": 123}'

上面代码中，a属性经过处理后，返回undefined，于是该属性被忽略了。

第三个参数

JSON.stringify()还可以接受第三个参数，用于增加返回的 JSON 字符串的可读性。

默认返回的是单行字符串，对于大型的 JSON 对象，可读性非常差。第三个参数使得每个属性单独占据一行，并且将每个属性前面添加指定的前缀（不超过10个字符）。

// 默认输出
JSON.stringify({ p1: 1, p2: 2 })
// JSON.stringify({ p1: 1, p2: 2 })

// 分行输出
JSON.stringify({ p1: 1, p2: 2 }, null, '\t')
// {
// 	"p1": 1,
// 	"p2": 2
// }

上面例子中，第三个属性\t在每个属性前面添加一个制表符，然后分行显示。

第三个属性如果是一个数字，则表示每个属性前面添加的空格（最多不超过10个）。

JSON.stringify({ p1: 1, p2: 2 }, null, 2);
/*
"{
  "p1": 1,
  "p2": 2
}"
*/

参数对象的 toJSON() 方法

如果参数对象有自定义的toJSON()方法，那么JSON.stringify()会使用这个方法的返回值作为参数，而忽略原对象的其他属性。

下面是一个普通的对象。

var user = {
  firstName: '三',
  lastName: '张',

  get fullName(){
    return this.lastName + this.firstName;
  }
};

JSON.stringify(user)
// "{"firstName":"三","lastName":"张","fullName":"张三"}"

现在，为这个对象加上toJSON()方法。

var user = {
  firstName: '三',
  lastName: '张',

  get fullName(){
    return this.lastName + this.firstName;
  },

  toJSON: function () {
    return {
      name: this.lastName + this.firstName
    };
  }
};

JSON.stringify(user)
// "{"name":"张三"}"

上面代码中，JSON.stringify()发现参数对象有toJSON()方法，就直接使用这个方法的返回值作为参数，而忽略原对象的其他参数。

Date对象就有一个自己的toJSON()方法。

var date = new Date('2015-01-01');
date.toJSON() // "2015-01-01T00:00:00.000Z"
JSON.stringify(date) // ""2015-01-01T00:00:00.000Z""

上面代码中，JSON.stringify()发现处理的是Date对象实例，就会调用这个实例对象的toJSON()方法，将该方法的返回值作为参数。

toJSON()方法的一个应用是，将正则对象自动转为字符串。因为JSON.stringify()默认不能转换正则对象，但是设置了toJSON()方法以后，就可以转换正则对象了。

var obj = {
  reg: /foo/
};

// 不设置 toJSON 方法时
JSON.stringify(obj) // "{"reg":{}}"

// 设置 toJSON 方法时
RegExp.prototype.toJSON = RegExp.prototype.toString;
JSON.stringify(/foo/) // ""/foo/""

上面代码在正则对象的原型上面部署了toJSON()方法，将其指向toString()方法，因此转换成 JSON 格式时，正则对象就先调用toJSON()方法转为字符串，然后再被JSON.stringify()方法处理。

JSON.parse()

JSON.parse()方法用于将 JSON 字符串转换成对应的值。

JSON.parse('{}') // {}
JSON.parse('true') // true
JSON.parse('"foo"') // "foo"
JSON.parse('[1, 5, "false"]') // [1, 5, "false"]
JSON.parse('null') // null

var o = JSON.parse('{"name": "张三"}');
o.name // 张三

如果传入的字符串不是有效的 JSON 格式，JSON.parse()方法将报错。

JSON.parse("'String'") // illegal single quotes
// SyntaxError: Unexpected token ILLEGAL

上面代码中，双引号字符串中是一个单引号字符串，因为单引号字符串不符合 JSON 格式，所以报错。

为了处理解析错误，可以将JSON.parse()方法放在try...catch代码块中。

try {
  JSON.parse("'String'");
} catch(e) {
  console.log('parsing error');
}

JSON.parse()方法可以接受一个处理函数，作为第二个参数，用法与JSON.stringify()方法类似。

function f(key, value) {
  if (key === 'a') {
    return value + 10;
  }
  return value;
}

JSON.parse('{"a": 1, "b": 2}', f)
// {a: 11, b: 2}

上面代码中，JSON.parse()的第二个参数是一个函数，如果键名是a，该函数会将键值加上10。

Math 对象

静态属性

Math对象的静态属性，提供以下一些数学常数。

• Math.E：常数e。
• Math.LN2：2 的自然对数。
• Math.LN10：10 的自然对数。
• Math.LOG2E：以 2 为底的e的对数。
• Math.LOG10E：以 10 为底的e的对数。
• Math.PI：常数π。
• Math.SQRT1_2：0.5 的平方根。
• Math.SQRT2：2 的平方根。

Math.E // 2.718281828459045
Math.LN2 // 0.6931471805599453
Math.LN10 // 2.302585092994046
Math.LOG2E // 1.4426950408889634
Math.LOG10E // 0.4342944819032518
Math.PI // 3.141592653589793
Math.SQRT1_2 // 0.7071067811865476
Math.SQRT2 // 1.4142135623730951

这些属性都是只读的，不能修改。

静态方法

Math对象提供以下一些静态方法。

• Math.abs()：绝对值
• Math.ceil()：向上取整
• Math.floor()：向下取整
• Math.max()：最大值
• Math.min()：最小值
• Math.pow()：幂运算
• Math.sqrt()：平方根
• Math.log()：自然对数
• Math.exp()：e的指数
• Math.round()：四舍五入
• Math.random()：随机数

Math.abs()

Math.abs方法返回参数值的绝对值。

Math.abs(1) // 1
Math.abs(-1) // 1

Math.max()，Math.min()

Math.max方法返回参数之中最大的那个值，Math.min返回最小的那个值。如果参数为空, Math.min返回Infinity, Math.max返回-Infinity。

Math.max(2, -1, 5) // 5
Math.min(2, -1, 5) // -1
Math.min() // Infinity
Math.max() // -Infinity

Math.floor()，Math.ceil()

Math.floor方法返回小于或等于参数值的最大整数（地板值）。

Math.floor(3.2) // 3
Math.floor(-3.2) // -4

Math.ceil方法返回大于或等于参数值的最小整数（天花板值）。

Math.ceil(3.2) // 4
Math.ceil(-3.2) // -3

这两个方法可以结合起来，实现一个总是返回数值的整数部分的函数。

function ToInteger(x) {
  x = Number(x);
  return x < 0 ? Math.ceil(x) : Math.floor(x);
}

ToInteger(3.2) // 3
ToInteger(3.5) // 3
ToInteger(3.8) // 3
ToInteger(-3.2) // -3
ToInteger(-3.5) // -3
ToInteger(-3.8) // -3

上面代码中，不管正数或负数，ToInteger函数总是返回一个数值的整数部分。

Math.round()

Math.round方法用于四舍五入。

Math.round(0.1) // 0
Math.round(0.5) // 1
Math.round(0.6) // 1

// 等同于
Math.floor(x + 0.5)

注意，它对负数的处理（主要是对0.5的处理）。

Math.round(-1.1) // -1
Math.round(-1.5) // -1
Math.round(-1.6) // -2

Math.pow()

Math.pow方法返回以第一个参数为底数、第二个参数为指数的幂运算值。

// 等同于 2 ** 2
Math.pow(2, 2) // 4
// 等同于 2 ** 3
Math.pow(2, 3) // 8

下面是计算圆面积的方法。

var radius = 20;
var area = Math.PI * Math.pow(radius, 2);

Math.sqrt()

Math.sqrt方法返回参数值的平方根。如果参数是一个负值，则返回NaN。

Math.sqrt(4) // 2
Math.sqrt(-4) // NaN

Math.log()

Math.log方法返回以e为底的自然对数值。

Math.log(Math.E) // 1
Math.log(10) // 2.302585092994046

如果要计算以10为底的对数，可以先用Math.log求出自然对数，然后除以Math.LN10；求以2为底的对数，可以除以Math.LN2。

Math.log(100)/Math.LN10 // 2
Math.log(8)/Math.LN2 // 3

Math.exp()

Math.exp方法返回常数e的参数次方。

Math.exp(1) // 2.718281828459045
Math.exp(3) // 20.085536923187668

Math.random()

Math.random()返回0到1之间的一个伪随机数，可能等于0，但是一定小于1。

Math.random() // 0.7151307314634323

任意范围的随机数生成函数如下。

function getRandomArbitrary(min, max) {
  return Math.random() * (max - min) + min;
}

getRandomArbitrary(1.5, 6.5)
// 2.4942810038223864

任意范围的随机整数生成函数如下。

function getRandomInt(min, max) {
  return Math.floor(Math.random() * (max - min + 1)) + min;
}

getRandomInt(1, 6) // 5

返回随机字符的例子如下。

function random_str(length) {
  var ALPHABET = 'ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ';
  ALPHABET += 'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz';
  ALPHABET += '0123456789-_';
  var str = '';
  for (var i = 0; i < length; ++i) {
    var rand = Math.floor(Math.random() * ALPHABET.length);
    str += ALPHABET.substring(rand, rand + 1);
  }
  return str;
}

random_str(6) // "NdQKOr"

上面代码中，random_str函数接受一个整数作为参数，返回变量ALPHABET内的随机字符所组成的指定长度的字符串。

三角函数方法

Math对象还提供一系列三角函数方法。

• Math.sin()：返回参数的正弦（参数为弧度值）
• Math.cos()：返回参数的余弦（参数为弧度值）
• Math.tan()：返回参数的正切（参数为弧度值）
• Math.asin()：返回参数的反正弦（返回值为弧度值）
• Math.acos()：返回参数的反余弦（返回值为弧度值）
• Math.atan()：返回参数的反正切（返回值为弧度值）

Math.sin(0) // 0
Math.cos(0) // 1
Math.tan(0) // 0

Math.sin(Math.PI / 2) // 1

Math.asin(1) // 1.5707963267948966
Math.acos(1) // 0
Math.atan(1) // 0.7853981633974483

ArrayBuffer 对象

简介

ArrayBuffer对象、TypedArray视图和DataView视图是 JavaScript 操作二进制数据的一个接口。这些对象早就存在，属于独立的规格（2011 年 2 月发布），ES6 将它们纳入了 ECMAScript 规格，并且增加了新的方法。它们都是以数组的语法处理二进制数据，所以统称为二进制数组。

这个接口的原始设计目的，与 WebGL 项目有关。所谓 WebGL，就是指浏览器与显卡之间的通信接口，为了满足 JavaScript 与显卡之间大量的、实时的数据交换，它们之间的数据通信必须是二进制的，而不能是传统的文本格式。文本格式传递一个 32 位整数，两端的 JavaScript 脚本与显卡都要进行格式转化，将非常耗时。这时要是存在一种机制，可以像 C 语言那样，直接操作字节，将 4 个字节的 32 位整数，以二进制形式原封不动地送入显卡，脚本的性能就会大幅提升。

二进制数组就是在这种背景下诞生的。它很像 C 语言的数组，允许开发者以数组下标的形式，直接操作内存，大大增强了 JavaScript 处理二进制数据的能力，使得开发者有可能通过 JavaScript 与操作系统的原生接口进行二进制通信。

二进制数组由三类对象组成。

（1）ArrayBuffer对象：代表内存之中的一段二进制数据，可以通过“视图”进行操作。“视图”部署了数组接口，这意味着，可以用数组的方法操作内存。

（2）TypedArray视图：共包括 9 种类型的视图，比如Uint8Array（无符号 8 位整数）数组视图, Int16Array（16 位整数）数组视图, Float32Array（32 位浮点数）数组视图等等。

（3）DataView视图：可以自定义复合格式的视图，比如第一个字节是 Uint8（无符号 8 位整数）、第二、三个字节是 Int16（16 位整数）、第四个字节开始是 Float32（32 位浮点数）等等，此外还可以自定义字节序。

简单说，ArrayBuffer对象代表原始的二进制数据，TypedArray视图用来读写简单类型的二进制数据，DataView视图用来读写复杂类型的二进制数据。

TypedArray视图支持的数据类型一共有 9 种（DataView视图支持除Uint8C以外的其他 8 种）。

数据类型	字节长度	含义	对应的 C 语言类型
Int8	1	8 位带符号整数	signed char
Uint8	1	8 位不带符号整数	unsigned char
Uint8C	1	8 位不带符号整数（自动过滤溢出）	unsigned char
Int16	2	16 位带符号整数	short
Uint16	2	16 位不带符号整数	unsigned short
Int32	4	32 位带符号整数	int
Uint32	4	32 位不带符号的整数	unsigned int
Float32	4	32 位浮点数	float
Float64	8	64 位浮点数	double

注意，二进制数组并不是真正的数组，而是类似数组的对象。

很多浏览器操作的 API，用到了二进制数组操作二进制数据，下面是其中的几个。

• Canvas
• Fetch API
• File API
• WebSockets
• XMLHttpRequest

ArrayBuffer 概述

ArrayBuffer对象代表储存二进制数据的一段内存，它不能直接读写，只能通过视图（TypedArray视图和DataView视图)来读写，视图的作用是以指定格式解读二进制数据。

ArrayBuffer也是一个构造函数，可以分配一段可以存放数据的连续内存区域。

const buf = new ArrayBuffer(32);

上面代码生成了一段 32 字节的内存区域，每个字节的值默认都是 0。可以看到，ArrayBuffer构造函数的参数是所需要的内存大小（单位字节）。

为了读写这段内容，需要为它指定视图。DataView视图的创建，需要提供ArrayBuffer对象实例作为参数。

const buf = new ArrayBuffer(32);
const dataView = new DataView(buf);
dataView.getUint8(0) // 0

上面代码对一段 32 字节的内存，建立DataView视图，然后以不带符号的 8 位整数格式，从头读取 8 位二进制数据，结果得到 0，因为原始内存的ArrayBuffer对象，默认所有位都是 0。

另一种TypedArray视图，与DataView视图的一个区别是，它不是一个构造函数，而是一组构造函数，代表不同的数据格式。

const buffer = new ArrayBuffer(12);

const x1 = new Int32Array(buffer);
x1[0] = 1;
const x2 = new Uint8Array(buffer);
x2[0]  = 2;

x1[0] // 2

上面代码对同一段内存，分别建立两种视图：32 位带符号整数（Int32Array构造函数）和 8 位不带符号整数（Uint8Array构造函数）。由于两个视图对应的是同一段内存，一个视图修改底层内存，会影响到另一个视图。

TypedArray视图的构造函数，除了接受ArrayBuffer实例作为参数，还可以接受普通数组作为参数，直接分配内存生成底层的ArrayBuffer实例，并同时完成对这段内存的赋值。

const typedArray = new Uint8Array([0,1,2]);
typedArray.length // 3

typedArray[0] = 5;
typedArray // [5, 1, 2]

上面代码使用TypedArray视图的Uint8Array构造函数，新建一个不带符号的 8 位整数视图。可以看到，Uint8Array直接使用普通数组作为参数，对底层内存的赋值同时完成。

ArrayBuffer.prototype.byteLength

ArrayBuffer实例的byteLength属性，返回所分配的内存区域的字节长度。

const buffer = new ArrayBuffer(32);
buffer.byteLength
// 32

如果要分配的内存区域很大，有可能分配失败（因为没有那么多的连续空余内存），所以有必要检查是否分配成功。

if (buffer.byteLength === n) {
  // 成功
} else {
  // 失败
}

ArrayBuffer.prototype.slice()

ArrayBuffer实例有一个slice方法，允许将内存区域的一部分，拷贝生成一个新的ArrayBuffer对象。

const buffer = new ArrayBuffer(8);
const newBuffer = buffer.slice(0, 3);

上面代码拷贝buffer对象的前 3 个字节（从 0 开始，到第 3 个字节前面结束），生成一个新的ArrayBuffer对象。slice方法其实包含两步，第一步是先分配一段新内存，第二步是将原来那个ArrayBuffer对象拷贝过去。

slice方法接受两个参数，第一个参数表示拷贝开始的字节序号（含该字节），第二个参数表示拷贝截止的字节序号（不含该字节）。如果省略第二个参数，则默认到原ArrayBuffer对象的结尾。

除了slice方法，ArrayBuffer对象不提供任何直接读写内存的方法，只允许在其上方建立视图，然后通过视图读写。

ArrayBuffer.isView()

ArrayBuffer有一个静态方法isView，返回一个布尔值，表示参数是否为ArrayBuffer的视图实例。这个方法大致相当于判断参数，是否为TypedArray实例或DataView实例。

const buffer = new ArrayBuffer(8);
ArrayBuffer.isView(buffer) // false

const v = new Int32Array(buffer);
ArrayBuffer.isView(v) // true

TypedArray 视图

概述

ArrayBuffer对象作为内存区域，可以存放多种类型的数据。同一段内存，不同数据有不同的解读方式，这就叫做“视图”（view）。ArrayBuffer有两种视图，一种是TypedArray视图，另一种是DataView视图。前者的数组成员都是同一个数据类型，后者的数组成员可以是不同的数据类型。

目前，TypedArray视图一共包括 9 种类型，每一种视图都是一种构造函数。

• Int8Array：8 位有符号整数，长度 1 个字节。
• Uint8Array：8 位无符号整数，长度 1 个字节。
• Uint8ClampedArray：8 位无符号整数，长度 1 个字节，溢出处理不同。
• Int16Array：16 位有符号整数，长度 2 个字节。
• Uint16Array：16 位无符号整数，长度 2 个字节。
• Int32Array：32 位有符号整数，长度 4 个字节。
• Uint32Array：32 位无符号整数，长度 4 个字节。
• Float32Array：32 位浮点数，长度 4 个字节。
• Float64Array：64 位浮点数，长度 8 个字节。

这 9 个构造函数生成的数组，统称为TypedArray视图。它们很像普通数组，都有length属性，都能用方括号运算符（[]）获取单个元素，所有数组的方法，在它们上面都能使用。普通数组与 TypedArray 数组的差异主要在以下方面。

• TypedArray 数组的所有成员，都是同一种类型。
• TypedArray 数组的成员是连续的，不会有空位。
• TypedArray 数组成员的默认值为 0。比如，new Array(10)返回一个普通数组，里面没有任何成员，只是 10 个空位；new Uint8Array(10)返回一个 TypedArray 数组，里面 10 个成员都是 0。
• TypedArray 数组只是一层视图，本身不储存数据，它的数据都储存在底层的ArrayBuffer对象之中，要获取底层对象必须使用buffer属性。

构造函数

TypedArray 数组提供 9 种构造函数，用来生成相应类型的数组实例。

构造函数有多种用法。

（1）TypedArray(buffer, byteOffset=0, length?)

同一个ArrayBuffer对象之上，可以根据不同的数据类型，建立多个视图。

// 创建一个8字节的
ArrayBufferconst b = new ArrayBuffer(8);
// 创建一个指向b的Int32视图，开始于字节0，直到缓冲区的末尾
const v1 = new Int32Array(b);
// 创建一个指向b的Uint8视图，开始于字节2，直到缓冲区的末尾
const v2 = new Uint8Array(b, 2);
// 创建一个指向b的Int16视图，开始于字节2，长度为2
const v3 = new Int16Array(b, 2, 2);

上面代码在一段长度为 8 个字节的内存（b）之上，生成了三个视图：v1、v2和v3。

视图的构造函数可以接受三个参数：

• 第一个参数（必需）：视图对应的底层ArrayBuffer对象。
• 第二个参数（可选）：视图开始的字节序号，默认从 0 开始。
• 第三个参数（可选）：视图包含的数据个数，默认直到本段内存区域结束。

因此，v1、v2和v3是重叠的：v1[0]是一个 32 位整数，指向字节 0 ～字节 3；v2[0]是一个 8 位无符号整数，指向字节 2；v3[0]是一个 16 位整数，指向字节 2 ～字节 3。只要任何一个视图对内存有所修改，就会在另外两个视图上反应出来。

注意，byteOffset必须与所要建立的数据类型一致，否则会报错。

const buffer = new ArrayBuffer(8);
const i16 = new Int16Array(buffer, 1);
// Uncaught RangeError: start offset of Int16Array should be a multiple of 2

上面代码中，新生成一个 8 个字节的ArrayBuffer对象，然后在这个对象的第一个字节，建立带符号的 16 位整数视图，结果报错。因为，带符号的 16 位整数需要两个字节，所以byteOffset参数必须能够被 2 整除。

如果想从任意字节开始解读ArrayBuffer对象，必须使用DataView视图，因为TypedArray视图只提供 9 种固定的解读格式。

（2）TypedArray(length)

视图还可以不通过ArrayBuffer对象，直接分配内存而生成。

const f64a = new Float64Array(8);
f64a[0] = 10;
f64a[1] = 20;
f64a[2] = f64a[0] + f64a[1];

上面代码生成一个 8 个成员的Float64Array数组（共 64 字节），然后依次对每个成员赋值。这时，视图构造函数的参数就是成员的个数。可以看到，视图数组的赋值操作与普通数组的操作毫无两样。

（3）TypedArray(typedArray)

TypedArray 数组的构造函数，可以接受另一个TypedArray实例作为参数。

const typedArray = new Int8Array(new Uint8Array(4));

上面代码中，Int8Array构造函数接受一个Uint8Array实例作为参数。

注意，此时生成的新数组，只是复制了参数数组的值，对应的底层内存是不一样的。新数组会开辟一段新的内存储存数据，不会在原数组的内存之上建立视图。

const x = new Int8Array([1, 1]);
const y = new Int8Array(x);
x[0] // 1
y[0] // 1
x[0] = 2;
y[0] // 1

上面代码中，数组y是以数组x为模板而生成的，当x变动的时候，y并没有变动。

如果想基于同一段内存，构造不同的视图，可以采用下面的写法。

const x = new Int8Array([1, 1]);
const y = new Int8Array(x.buffer);
x[0] // 1
y[0] // 1
x[0] = 2;
y[0] // 2

（4）TypedArray(arrayLikeObject)

构造函数的参数也可以是一个普通数组，然后直接生成TypedArray实例。

const typedArray = new Uint8Array([1, 2, 3, 4]);

注意，这时TypedArray视图会重新开辟内存，不会在原数组的内存上建立视图。

上面代码从一个普通的数组，生成一个 8 位无符号整数的TypedArray实例。

TypedArray 数组也可以转换回普通数组。

const normalArray = [...typedArray];
// orconst normal
Array = Array.from(typedArray);
// orconst normal
Array = Array.prototype.slice.call(typedArray);

数组方法

普通数组的操作方法和属性，对 TypedArray 数组完全适用。

• TypedArray.prototype.copyWithin(target, start[, end = this.length])
• TypedArray.prototype.entries()
• TypedArray.prototype.every(callbackfn, thisArg?)
• TypedArray.prototype.fill(value, start=0, end=this.length)
• TypedArray.prototype.filter(callbackfn, thisArg?)
• TypedArray.prototype.find(predicate, thisArg?)
• TypedArray.prototype.findIndex(predicate, thisArg?)
• TypedArray.prototype.forEach(callbackfn, thisArg?)
• TypedArray.prototype.indexOf(searchElement, fromIndex=0)
• TypedArray.prototype.join(separator)
• TypedArray.prototype.keys()
• TypedArray.prototype.lastIndexOf(searchElement, fromIndex?)
• TypedArray.prototype.map(callbackfn, thisArg?)
• TypedArray.prototype.reduce(callbackfn, initialValue?)
• TypedArray.prototype.reduceRight(callbackfn, initialValue?)
• TypedArray.prototype.reverse()
• TypedArray.prototype.slice(start=0, end=this.length)
• TypedArray.prototype.some(callbackfn, thisArg?)
• TypedArray.prototype.sort(comparefn)
• TypedArray.prototype.toLocaleString(reserved1?, reserved2?)
• TypedArray.prototype.toString()
• TypedArray.prototype.values()

上面所有方法的用法，请参阅数组方法的介绍，这里不再重复了。

注意，TypedArray 数组没有concat方法。如果想要合并多个 TypedArray 数组，可以用下面这个函数。

function concatenate(resultConstructor, ...arrays) {
  let totalLength = 0;
  for (let arr of arrays) {
    totalLength += arr.length;
  }
  let result = new resultConstructor(totalLength);
  let offset = 0;
  for (let arr of arrays) {
    result.set(arr, offset);
    offset += arr.length;
  }
  return result;
}

concatenate(Uint8Array, Uint8Array.of(1, 2), Uint8Array.of(3, 4))
// Uint8Array [1, 2, 3, 4]

另外，TypedArray 数组与普通数组一样，部署了 Iterator 接口，所以可以被遍历。

let ui8 = Uint8Array.of(0, 1, 2);
for (let byte of ui8) {
  console.log(byte);
}
// 0
// 1
// 2

字节序

字节序指的是数值在内存中的表示方式。

const buffer = new ArrayBuffer(16);
const int32View = new Int32Array(buffer);

for (let i = 0; i < int32View.length; i++) {
  int32View[i] = i * 2;
}

上面代码生成一个 16 字节的ArrayBuffer对象，然后在它的基础上，建立了一个 32 位整数的视图。由于每个 32 位整数占据 4 个字节，所以一共可以写入 4 个整数，依次为 0，2，4，6。

如果在这段数据上接着建立一个 16 位整数的视图，则可以读出完全不一样的结果。

const int16View = new Int16Array(buffer);

for (let i = 0; i < int16View.length; i++) {
  console.log("Entry " + i + ": " + int16View[i]);
}
// Entry 0: 0
// Entry 1: 0
// Entry 2: 2
// Entry 3: 0
// Entry 4: 4
// Entry 5: 0
// Entry 6: 6
// Entry 7: 0

由于每个 16 位整数占据 2 个字节，所以整个ArrayBuffer对象现在分成 8 段。然后，由于 x86 体系的计算机都采用小端字节序（little endian），相对重要的字节排在后面的内存地址，相对不重要字节排在前面的内存地址，所以就得到了上面的结果。

比如，一个占据四个字节的 16 进制数0x12345678，决定其大小的最重要的字节是“12”，最不重要的是“78”。小端字节序将最不重要的字节排在前面，储存顺序就是78563412；大端字节序则完全相反，将最重要的字节排在前面，储存顺序就是12345678。目前，所有个人电脑几乎都是小端字节序，所以 TypedArray 数组内部也采用小端字节序读写数据，或者更准确的说，按照本机操作系统设定的字节序读写数据。

这并不意味大端字节序不重要，事实上，很多网络设备和特定的操作系统采用的是大端字节序。这就带来一个严重的问题：如果一段数据是大端字节序，TypedArray 数组将无法正确解析，因为它只能处理小端字节序！为了解决这个问题，JavaScript 引入DataView对象，可以设定字节序，下文会详细介绍。

下面是另一个例子。

// 假定某段buffer包含如下字节 [0x02, 0x01, 0x03, 0x07]
const buffer = new ArrayBuffer(4);
const v1 = new Uint8Array(buffer);
v1[0] = 2;
v1[1] = 1;
v1[2] = 3;
v1[3] = 7;

const uInt16View = new Uint16Array(buffer);

// 计算机采用小端字节序
// 所以头两个字节等于258
if (uInt16View[0] === 258) {
  console.log('OK'); // "OK"
}

// 赋值运算
uInt16View[0] = 255;    // 字节变为[0xFF, 0x00, 0x03, 0x07]
uInt16View[0] = 0xff05; // 字节变为[0x05, 0xFF, 0x03, 0x07]
uInt16View[1] = 0x0210; // 字节变为[0x05, 0xFF, 0x10, 0x02]

下面的函数可以用来判断，当前视图是小端字节序，还是大端字节序。

const BIG_ENDIAN = Symbol('BIG_ENDIAN');
const LITTLE_ENDIAN = Symbol('LITTLE_ENDIAN');

function getPlatformEndianness() {
  let arr32 = Uint32Array.of(0x12345678);
  let arr8 = new Uint8Array(arr32.buffer);
  switch ((arr8[0]*0x1000000) + (arr8[1]*0x10000) + (arr8[2]*0x100) + (arr8[3])) {
    case 0x12345678:
      return BIG_ENDIAN;
    case 0x78563412:
      return LITTLE_ENDIAN;
    default:
      throw new Error('Unknown endianness');
  }
}

总之，与普通数组相比，TypedArray 数组的最大优点就是可以直接操作内存，不需要数据类型转换，所以速度快得多。

BYTES_PER_ELEMENT 属性

每一种视图的构造函数，都有一个BYTES_PER_ELEMENT属性，表示这种数据类型占据的字节数。

Int8Array.BYTES_PER_ELEMENT // 1
Uint8Array.BYTES_PER_ELEMENT // 1
Uint8ClampedArray.BYTES_PER_ELEMENT // 1
Int16Array.BYTES_PER_ELEMENT // 2
Uint16Array.BYTES_PER_ELEMENT // 2
Int32Array.BYTES_PER_ELEMENT // 4
Uint32Array.BYTES_PER_ELEMENT // 4
Float32Array.BYTES_PER_ELEMENT // 4
Float64Array.BYTES_PER_ELEMENT // 8

这个属性在TypedArray实例上也能获取，即有TypedArray.prototype.BYTES_PER_ELEMENT。

ArrayBuffer 与字符串的互相转换

ArrayBuffer 和字符串的相互转换，使用原生 TextEncoder 和 TextDecoder 方法。为了便于说明用法，下面的代码都按照 TypeScript 的用法，给出了类型签名。

/**
 * Convert ArrayBuffer/TypedArray to String via TextDecoder
 *
 * @see https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/TextDecoder
 */
function ab2str(
  input: ArrayBuffer | Uint8Array | Int8Array | Uint16Array | Int16Array | Uint32Array | Int32Array,
  outputEncoding: string = 'utf8',
): string {
  const decoder = new TextDecoder(outputEncoding)
  return decoder.decode(input)
}

/**
 * Convert String to ArrayBuffer via TextEncoder
 *
 * @see https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/API/TextEncoder
 */
function str2ab(input: string): ArrayBuffer {
  const view = str2Uint8Array(input)
  return view.buffer
}

/** Convert String to Uint8Array */
function str2Uint8Array(input: string): Uint8Array {
  const encoder = new TextEncoder()
  const view = encoder.encode(input)
  return view
}

上面代码中，ab2str()的第二个参数outputEncoding给出了输出编码的编码，一般保持默认值（utf-8），其他可选值参见官方文档或 Node.js 文档。

溢出

不同的视图类型，所能容纳的数值范围是确定的。超出这个范围，就会出现溢出。比如，8 位视图只能容纳一个 8 位的二进制值，如果放入一个 9 位的值，就会溢出。

TypedArray 数组的溢出处理规则，简单来说，就是抛弃溢出的位，然后按照视图类型进行解释。

const uint8 = new Uint8Array(1);

uint8[0] = 256;
uint8[0] // 0

uint8[0] = -1;
uint8[0] // 255

上面代码中，uint8是一个 8 位视图，而 256 的二进制形式是一个 9 位的值100000000，这时就会发生溢出。根据规则，只会保留后 8 位，即00000000。uint8视图的解释规则是无符号的 8 位整数，所以00000000就是0。

负数在计算机内部采用“2 的补码”表示，也就是说，将对应的正数值进行否运算，然后加1。比如，-1对应的正值是1，进行否运算以后，得到11111110，再加上1就是补码形式11111111。uint8按照无符号的 8 位整数解释11111111，返回结果就是255。

一个简单转换规则，可以这样表示。

• 正向溢出（overflow）：当输入值大于当前数据类型的最大值，结果等于当前数据类型的最小值加上余值，再减去 1。
• 负向溢出（underflow）：当输入值小于当前数据类型的最小值，结果等于当前数据类型的最大值减去余值的绝对值，再加上 1。

上面的“余值”就是模运算的结果，即 JavaScript 里面的%运算符的结果。

12 % 4 // 0
12 % 5 // 2

上面代码中，12 除以 4 是没有余值的，而除以 5 会得到余值 2。

请看下面的例子。

const int8 = new Int8Array(1);

int8[0] = 128;
int8[0] // -128

int8[0] = -129;
int8[0] // 127

上面例子中，int8是一个带符号的 8 位整数视图，它的最大值是 127，最小值是-128。输入值为128时，相当于正向溢出1，根据“最小值加上余值（128 除以 127 的余值是 1），再减去 1”的规则，就会返回-128；输入值为-129时，相当于负向溢出1，根据“最大值减去余值的绝对值（-129 除以-128 的余值的绝对值是 1），再加上 1”的规则，就会返回127。

Uint8ClampedArray视图的溢出规则，与上面的规则不同。它规定，凡是发生正向溢出，该值一律等于当前数据类型的最大值，即 255；如果发生负向溢出，该值一律等于当前数据类型的最小值，即 0。

const uint8c = new Uint8ClampedArray(1);

uint8c[0] = 256;
uint8c[0] // 255

uint8c[0] = -1;
uint8c[0] // 0

上面例子中，uint8C是一个Uint8ClampedArray视图，正向溢出时都返回 255，负向溢出都返回 0。

TypedArray.prototype.buffer

TypedArray实例的buffer属性，返回整段内存区域对应的ArrayBuffer对象。该属性为只读属性。

const a = new Float32Array(64);
const b = new Uint8Array(a.buffer);

上面代码的a视图对象和b视图对象，对应同一个ArrayBuffer对象，即同一段内存。

TypedArray.prototype.byteLength，TypedArray.prototype.byteOffset

byteLength属性返回 TypedArray 数组占据的内存长度，单位为字节。byteOffset属性返回 TypedArray 数组从底层ArrayBuffer对象的哪个字节开始。这两个属性都是只读属性。

const b = new ArrayBuffer(8);

const v1 = new Int32Array(b);
const v2 = new Uint8Array(b, 2);
const v3 = new Int16Array(b, 2, 2);

v1.byteLength // 8
v2.byteLength // 6
v3.byteLength // 4

v1.byteOffset // 0
v2.byteOffset // 2
v3.byteOffset // 2

TypedArray.prototype.length

length属性表示 TypedArray 数组含有多少个成员。注意将 length 属性和 byteLength 属性区分，前者是成员长度，后者是字节长度。

const a = new Int16Array(8);

a.length // 8
a.byteLength // 16

TypedArray.prototype.set()

TypedArray 数组的set方法用于复制数组（普通数组或 TypedArray 数组），也就是将一段内容完全复制到另一段内存。

const a = new Uint8Array(8);
const b = new Uint8Array(8);

b.set(a);

上面代码复制a数组的内容到b数组，它是整段内存的复制，比一个个拷贝成员的那种复制快得多。

set方法还可以接受第二个参数，表示从b对象的哪一个成员开始复制a对象。

const a = new Uint16Array(8);
const b = new Uint16Array(10);

b.set(a, 2)

上面代码的b数组比a数组多两个成员，所以从b[2]开始复制。

TypedArray.prototype.subarray()

subarray方法是对于 TypedArray 数组的一部分，再建立一个新的视图。

const a = new Uint16Array(8);
const b = a.subarray(2,3);

a.byteLength // 16
b.byteLength // 2

subarray方法的第一个参数是起始的成员序号，第二个参数是结束的成员序号（不含该成员），如果省略则包含剩余的全部成员。所以，上面代码的a.subarray(2,3)，意味着 b 只包含a[2]一个成员，字节长度为 2。

TypedArray.prototype.slice()

TypeArray 实例的slice方法，可以返回一个指定位置的新的TypedArray实例。

let ui8 = Uint8Array.of(0, 1, 2);
ui8.slice(-1)
// Uint8Array [ 2 ]

上面代码中，ui8是 8 位无符号整数数组视图的一个实例。它的slice方法可以从当前视图之中，返回一个新的视图实例。

slice方法的参数，表示原数组的具体位置，开始生成新数组。负值表示逆向的位置，即-1 为倒数第一个位置，-2 表示倒数第二个位置，以此类推。

TypedArray.of()

TypedArray 数组的所有构造函数，都有一个静态方法of，用于将参数转为一个TypedArray实例。

Float32Array.of(0.151, -8, 3.7)
// Float32Array [ 0.151, -8, 3.7 ]

下面三种方法都会生成同样一个 TypedArray 数组。

// 方法一
let tarr = new Uint8Array([1,2,3]);

// 方法二
let tarr = Uint8Array.of(1,2,3);

// 方法三
let tarr = new Uint8Array(3);
tarr[0] = 1;
tarr[1] = 2;
tarr[2] = 3;

TypedArray.from()

静态方法from接受一个可遍历的数据结构（比如数组）作为参数，返回一个基于这个结构的TypedArray实例。

Uint16Array.from([0, 1, 2])
// Uint16Array [ 0, 1, 2 ]

这个方法还可以将一种TypedArray实例，转为另一种。

const ui16 = Uint16Array.from(Uint8Array.of(0, 1, 2));
ui16 instanceof Uint16Array // true

from方法还可以接受一个函数，作为第二个参数，用来对每个元素进行遍历，功能类似map方法。

Int8Array.of(127, 126, 125).map(x => 2 * x)
// Int8Array [ -2, -4, -6 ]

Int16Array.from(Int8Array.of(127, 126, 125), x => 2 * x)
// Int16Array [ 254, 252, 250 ]

上面的例子中，from方法没有发生溢出，这说明遍历不是针对原来的 8 位整数数组。也就是说，from会将第一个参数指定的 TypedArray 数组，拷贝到另一段内存之中，处理之后再将结果转成指定的数组格式。

复合视图

由于视图的构造函数可以指定起始位置和长度，所以在同一段内存之中，可以依次存放不同类型的数据，这叫做“复合视图”。

const buffer = new ArrayBuffer(24);

const idView = new Uint32Array(buffer, 0, 1);
const usernameView = new Uint8Array(buffer, 4, 16);
const amountDueView = new Float32Array(buffer, 20, 1);

上面代码将一个 24 字节长度的ArrayBuffer对象，分成三个部分：

• 字节 0 到字节 3：1 个 32 位无符号整数
• 字节 4 到字节 19：16 个 8 位整数
• 字节 20 到字节 23：1 个 32 位浮点数

这种数据结构可以用如下的 C 语言描述：

struct someStruct {
  unsigned long id;
  char username[16];
  float amountDue;
};

DataView 视图

如果一段数据包括多种类型（比如服务器传来的 HTTP 数据），这时除了建立ArrayBuffer对象的复合视图以外，还可以通过DataView视图进行操作。

DataView视图提供更多操作选项，而且支持设定字节序。本来，在设计目的上，ArrayBuffer对象的各种TypedArray视图，是用来向网卡、声卡之类的本机设备传送数据，所以使用本机的字节序就可以了；而DataView视图的设计目的，是用来处理网络设备传来的数据，所以大端字节序或小端字节序是可以自行设定的。

DataView视图本身也是构造函数，接受一个ArrayBuffer对象作为参数，生成视图。

new DataView(ArrayBuffer buffer [, 字节起始位置 [, 长度]]);

下面是一个例子。

const buffer = new ArrayBuffer(24);
const dv = new DataView(buffer);

DataView实例有以下属性，含义与TypedArray实例的同名方法相同。

• DataView.prototype.buffer：返回对应的 ArrayBuffer 对象
• DataView.prototype.byteLength：返回占据的内存字节长度
• DataView.prototype.byteOffset：返回当前视图从对应的 ArrayBuffer 对象的哪个字节开始

DataView实例提供 8 个方法读取内存。

• getInt8：读取 1 个字节，返回一个 8 位整数。
• getUint8：读取 1 个字节，返回一个无符号的 8 位整数。
• getInt16：读取 2 个字节，返回一个 16 位整数。
• getUint16：读取 2 个字节，返回一个无符号的 16 位整数。
• getInt32：读取 4 个字节，返回一个 32 位整数。
• getUint32：读取 4 个字节，返回一个无符号的 32 位整数。
• getFloat32：读取 4 个字节，返回一个 32 位浮点数。
• getFloat64：读取 8 个字节，返回一个 64 位浮点数。

这一系列get方法的参数都是一个字节序号（不能是负数，否则会报错），表示从哪个字节开始读取。

const buffer = new ArrayBuffer(24);
const dv = new DataView(buffer);

// 从第1个字节读取一个8位无符号整数
const v1 = dv.getUint8(0);

// 从第2个字节读取一个16位无符号整数
const v2 = dv.getUint16(1);

// 从第4个字节读取一个16位无符号整数
const v3 = dv.getUint16(3);

上面代码读取了ArrayBuffer对象的前 5 个字节，其中有一个 8 位整数和两个十六位整数。

如果一次读取两个或两个以上字节，就必须明确数据的存储方式，到底是小端字节序还是大端字节序。默认情况下，DataView的get方法使用大端字节序解读数据，如果需要使用小端字节序解读，必须在get方法的第二个参数指定true。

// 小端字节序
const v1 = dv.getUint16(1, true);

// 大端字节序
const v2 = dv.getUint16(3, false);

// 大端字节序
const v3 = dv.getUint16(3);

DataView 视图提供 8 个方法写入内存。

• setInt8：写入 1 个字节的 8 位整数。
• setUint8：写入 1 个字节的 8 位无符号整数。
• setInt16：写入 2 个字节的 16 位整数。
• setUint16：写入 2 个字节的 16 位无符号整数。
• setInt32：写入 4 个字节的 32 位整数。
• setUint32：写入 4 个字节的 32 位无符号整数。
• setFloat32：写入 4 个字节的 32 位浮点数。
• setFloat64：写入 8 个字节的 64 位浮点数。

这一系列set方法，接受两个参数，第一个参数是字节序号，表示从哪个字节开始写入，第二个参数为写入的数据。对于那些写入两个或两个以上字节的方法，需要指定第三个参数，false或者undefined表示使用大端字节序写入，true表示使用小端字节序写入。

// 在第1个字节，以大端字节序写入值为25的32位整数
dv.setInt32(0, 25, false);

// 在第5个字节，以大端字节序写入值为25的32位整数
dv.setInt32(4, 25);

// 在第9个字节，以小端字节序写入值为2.5的32位浮点数
dv.setFloat32(8, 2.5, true);

如果不确定正在使用的计算机的字节序，可以采用下面的判断方式。

const littleEndian = (function() {
  const buffer = new ArrayBuffer(2);
  new DataView(buffer).setInt16(0, 256, true);
  return new Int16Array(buffer)[0] === 256;
})();

如果返回true，就是小端字节序；如果返回false，就是大端字节序。

二进制数组的应用

大量的 Web API 用到了ArrayBuffer对象和它的视图对象。

AJAX

传统上，服务器通过 AJAX 操作只能返回文本数据，即responseType属性默认为text。XMLHttpRequest第二版XHR2允许服务器返回二进制数据，这时分成两种情况。如果明确知道返回的二进制数据类型，可以把返回类型（responseType）设为arraybuffer；如果不知道，就设为blob。

let xhr = new XMLHttpRequest();
xhr.open('GET', someUrl);
xhr.responseType = 'arraybuffer';

xhr.onload = function () {
  let arrayBuffer = xhr.response;
  // ···
};

xhr.send();

如果知道传回来的是 32 位整数，可以像下面这样处理。

xhr.onreadystatechange = function () {
  if (req.readyState === 4 ) {
    const arrayResponse = xhr.response;
    const dataView = new DataView(arrayResponse);
    const ints = new Uint32Array(dataView.byteLength / 4);

    xhrDiv.style.backgroundColor = "#00FF00";
    xhrDiv.innerText = "Array is " + ints.length + "uints long";
  }
}

Canvas

网页Canvas元素输出的二进制像素数据，就是 TypedArray 数组。

const canvas = document.getElementById('myCanvas');
const ctx = canvas.getContext('2d');

const imageData = ctx.getImageData(0, 0, canvas.width, canvas.height);
const uint8ClampedArray = imageData.data;

需要注意的是，上面代码的uint8ClampedArray虽然是一个 TypedArray 数组，但是它的视图类型是一种针对Canvas元素的专有类型Uint8ClampedArray。这个视图类型的特点，就是专门针对颜色，把每个字节解读为无符号的 8 位整数，即只能取值 0 ～ 255，而且发生运算的时候自动过滤高位溢出。这为图像处理带来了巨大的方便。

举例来说，如果把像素的颜色值设为Uint8Array类型，那么乘以一个 gamma 值的时候，就必须这样计算：

u8[i] = Math.min(255, Math.max(0, u8[i] * gamma));

因为Uint8Array类型对于大于 255 的运算结果（比如0xFF+1），会自动变为0x00，所以图像处理必须要像上面这样算。这样做很麻烦，而且影响性能。如果将颜色值设为Uint8ClampedArray类型，计算就简化许多。

pixels[i] *= gamma;

Uint8ClampedArray类型确保将小于 0 的值设为 0，将大于 255 的值设为 255。注意，IE 10 不支持该类型。

WebSocket

WebSocket可以通过ArrayBuffer，发送或接收二进制数据。

let socket = new WebSocket('ws://127.0.0.1:8081');
socket.binaryType = 'arraybuffer';

// Wait until socket is open
socket.addEventListener('open', function (event) {
  // Send binary data
  const typedArray = new Uint8Array(4);
  socket.send(typedArray.buffer);
});

// Receive binary data
socket.addEventListener('message', function (event) {
  const arrayBuffer = event.data;
  // ···
});

Fetch API

Fetch API 取回的数据，就是ArrayBuffer对象。

fetch(url)
.then(function(response){
  return response.arrayBuffer()
})
.then(function(arrayBuffer){
  // ...
});

File API

如果知道一个文件的二进制数据类型，也可以将这个文件读取为ArrayBuffer对象。

const fileInput = document.getElementById('fileInput');
const file = fileInput.files[0];
const reader = new FileReader();
reader.readAsArrayBuffer(file);
reader.onload = function () {
  const arrayBuffer = reader.result;
  // ···
};

下面以处理 bmp 文件为例。假定file变量是一个指向 bmp 文件的文件对象，首先读取文件。

const reader = new FileReader();
reader.addEventListener("load", processimage, false);
reader.readAsArrayBuffer(file);

然后，定义处理图像的回调函数：先在二进制数据之上建立一个DataView视图，再建立一个bitmap对象，用于存放处理后的数据，最后将图像展示在Canvas元素之中。

function processimage(e) {
  const buffer = e.target.result;
  const datav = new DataView(buffer);
  const bitmap = {};
  // 具体的处理步骤
}

具体处理图像数据时，先处理 bmp 的文件头。具体每个文件头的格式和定义，请参阅有关资料。

bitmap.fileheader = {};
bitmap.fileheader.bfType = datav.getUint16(0, true);
bitmap.fileheader.bfSize = datav.getUint32(2, true);
bitmap.fileheader.bfReserved1 = datav.getUint16(6, true);
bitmap.fileheader.bfReserved2 = datav.getUint16(8, true);
bitmap.fileheader.bfOffBits = datav.getUint32(10, true);

接着处理图像元信息部分。

bitmap.infoheader = {};
bitmap.infoheader.biSize = datav.getUint32(14, true);
bitmap.infoheader.biWidth = datav.getUint32(18, true);
bitmap.infoheader.biHeight = datav.getUint32(22, true);
bitmap.infoheader.biPlanes = datav.getUint16(26, true);
bitmap.infoheader.biBitCount = datav.getUint16(28, true);
bitmap.infoheader.biCompression = datav.getUint32(30, true);
bitmap.infoheader.biSizeImage = datav.getUint32(34, true);
bitmap.infoheader.biXPelsPerMeter = datav.getUint32(38, true);
bitmap.infoheader.biYPelsPerMeter = datav.getUint32(42, true);
bitmap.infoheader.biClrUsed = datav.getUint32(46, true);
bitmap.infoheader.biClrImportant = datav.getUint32(50, true);

最后处理图像本身的像素信息。

const start = bitmap.fileheader.bfOffBits;
bitmap.pixels = new Uint8Array(buffer, start);

至此，图像文件的数据全部处理完成。下一步，可以根据需要，进行图像变形，或者转换格式，或者展示在Canvas网页元素之中。

SharedArrayBuffer

JavaScript 是单线程的，Web worker 引入了多线程：主线程用来与用户互动，Worker 线程用来承担计算任务。每个线程的数据都是隔离的，通过postMessage()通信。下面是一个例子。

// 主线程
const w = new Worker('myworker.js');

上面代码中，主线程新建了一个 Worker 线程。该线程与主线程之间会有一个通信渠道，主线程通过w.postMessage向 Worker 线程发消息，同时通过message事件监听 Worker 线程的回应。

// 主线程
w.postMessage('hi');
w.onmessage = function (ev) {
  console.log(ev.data);
}

上面代码中，主线程先发一个消息hi，然后在监听到 Worker 线程的回应后，就将其打印出来。

Worker 线程也是通过监听message事件，来获取主线程发来的消息，并作出反应。

// Worker 线程
onmessage = function (ev) {
  console.log(ev.data);
  postMessage('ho');
}

线程之间的数据交换可以是各种格式，不仅仅是字符串，也可以是二进制数据。这种交换采用的是复制机制，即一个进程将需要分享的数据复制一份，通过postMessage方法交给另一个进程。如果数据量比较大，这种通信的效率显然比较低。很容易想到，这时可以留出一块内存区域，由主线程与 Worker 线程共享，两方都可以读写，那么就会大大提高效率，协作起来也会比较简单（不像postMessage那么麻烦）。

ES2017 引入SharedArrayBuffer，允许 Worker 线程与主线程共享同一块内存。SharedArrayBuffer的 API 与ArrayBuffer一模一样，唯一的区别是后者无法共享数据。

// 主线程

// 新建 1KB 共享内存
const sharedBuffer = new SharedArrayBuffer(1024);

// 主线程将共享内存的地址发送出去
w.postMessage(sharedBuffer);

// 在共享内存上建立视图，供写入数据
const sharedArray = new Int32Array(sharedBuffer);

上面代码中，postMessage方法的参数是SharedArrayBuffer对象。

Worker 线程从事件的data属性上面取到数据。

// Worker 线程
onmessage = function (ev) {
  // 主线程共享的数据，就是 1KB 的共享内存
  const sharedBuffer = ev.data;

  // 在共享内存上建立视图，方便读写
  const sharedArray = new Int32Array(sharedBuffer);

  // ...
};

共享内存也可以在 Worker 线程创建，发给主线程。

SharedArrayBuffer与ArrayBuffer一样，本身是无法读写的，必须在上面建立视图，然后通过视图读写。

// 分配 10 万个 32 位整数占据的内存空间
const sab = new SharedArrayBuffer(Int32Array.BYTES_PER_ELEMENT * 100000);

// 建立 32 位整数视图
const ia = new Int32Array(sab);  // ia.length == 100000

// 新建一个质数生成器
const primes = new PrimeGenerator();

// 将 10 万个质数，写入这段内存空间
for ( let i=0 ; i < ia.length ; i++ )
  ia[i] = primes.next();

// 向 Worker 线程发送这段共享内存
w.postMessage(ia);

Worker 线程收到数据后的处理如下。

// Worker 线程
let ia;
onmessage = function (ev) {
  ia = ev.data;
  console.log(ia.length); // 100000
  console.log(ia[37]); // 输出 163，因为这是第38个质数
};

Atomics 对象

多线程共享内存，最大的问题就是如何防止两个线程同时修改某个地址，或者说，当一个线程修改共享内存以后，必须有一个机制让其他线程同步。SharedArrayBuffer API 提供Atomics对象，保证所有共享内存的操作都是“原子性”的，并且可以在所有线程内同步。

什么叫“原子性操作”呢？现代编程语言中，一条普通的命令被编译器处理以后，会变成多条机器指令。如果是单线程运行，这是没有问题的；多线程环境并且共享内存时，就会出问题，因为这一组机器指令的运行期间，可能会插入其他线程的指令，从而导致运行结果出错。请看下面的例子。

// 主线程
ia[42] = 314159;  // 原先的值 191
ia[37] = 123456;  // 原先的值 163

// Worker 线程
console.log(ia[37]);
console.log(ia[42]);
// 可能的结果
// 123456
// 191

上面代码中，主线程的原始顺序是先对 42 号位置赋值，再对 37 号位置赋值。但是，编译器和 CPU 为了优化，可能会改变这两个操作的执行顺序（因为它们之间互不依赖），先对 37 号位置赋值，再对 42 号位置赋值。而执行到一半的时候，Worker 线程可能就会来读取数据，导致打印出123456和191。

下面是另一个例子。

// 主线程
const sab = new SharedArrayBuffer(Int32Array.BYTES_PER_ELEMENT * 100000);
const ia = new Int32Array(sab);

for (let i = 0; i < ia.length; i++) {
  ia[i] = primes.next(); // 将质数放入 ia
}

// worker 线程
ia[112]++; // 错误
Atomics.add(ia, 112, 1); // 正确

上面代码中，Worker 线程直接改写共享内存ia[112]++是不正确的。因为这行语句会被编译成多条机器指令，这些指令之间无法保证不会插入其他进程的指令。请设想如果两个线程同时ia[112]++，很可能它们得到的结果都是不正确的。

Atomics对象就是为了解决这个问题而提出，它可以保证一个操作所对应的多条机器指令，一定是作为一个整体运行的，中间不会被打断。也就是说，它所涉及的操作都可以看作是原子性的单操作，这可以避免线程竞争，提高多线程共享内存时的操作安全。所以，ia[112]++要改写成Atomics.add(ia, 112, 1)。

Atomics对象提供多种方法。

（1）Atomics.store()，Atomics.load()

store()方法用来向共享内存写入数据，load()方法用来从共享内存读出数据。比起直接的读写操作，它们的好处是保证了读写操作的原子性。

此外，它们还用来解决一个问题：多个线程使用共享内存的某个位置作为开关（flag），一旦该位置的值变了，就执行特定操作。这时，必须保证该位置的赋值操作，一定是在它前面的所有可能会改写内存的操作结束后执行；而该位置的取值操作，一定是在它后面所有可能会读取该位置的操作开始之前执行。store()方法和load()方法就能做到这一点，编译器不会为了优化，而打乱机器指令的执行顺序。

Atomics.load(typedArray, index)
Atomics.store(typedArray, index, value)

store()方法接受三个参数：typedArray对象（SharedArrayBuffer 的视图）、位置索引和值，返回typedArray[index]的值。load()方法只接受两个参数：typedArray对象（SharedArrayBuffer 的视图）和位置索引，也是返回typedArray[index]的值。

// 主线程 main.js
ia[42] = 314159;  // 原先的值 191
Atomics.store(ia, 37, 123456);  // 原先的值是 163

// Worker 线程 worker.js
while (Atomics.load(ia, 37) == 163);
console.log(ia[37]);  // 123456
console.log(ia[42]);  // 314159

上面代码中，主线程的Atomics.store()向 42 号位置的赋值，一定是早于 37 位置的赋值。只要 37 号位置等于 163，Worker 线程就不会终止循环，而对 37 号位置和 42 号位置的取值，一定是在Atomics.load()操作之后。

下面是另一个例子。

// 主线程
const worker = new Worker('worker.js');
const length = 10;
const size = Int32Array.BYTES_PER_ELEMENT * length;
// 新建一段共享内存
const sharedBuffer = new SharedArrayBuffer(size);
const sharedArray = new Int32Array(sharedBuffer);
for (let i = 0; i < 10; i++) {
  // 向共享内存写入 10 个整数
  Atomics.store(sharedArray, i, 0);
}
worker.postMessage(sharedBuffer);

上面代码中，主线程用Atomics.store()方法写入数据。下面是 Worker 线程用Atomics.load()方法读取数据。

// worker.js
self.addEventListener('message', (event) => {
  const sharedArray = new Int32Array(event.data);
  for (let i = 0; i < 10; i++) {
    const arrayValue = Atomics.load(sharedArray, i);
    console.log(`The item at array index ${i} is ${arrayValue}`);
  }
}, false);

（2）Atomics.exchange()

Worker 线程如果要写入数据，可以使用上面的Atomics.store()方法，也可以使用Atomics.exchange()方法。它们的区别是，Atomics.store()返回写入的值，而Atomics.exchange()返回被替换的值。

// Worker 线程
self.addEventListener('message', (event) => {
  const sharedArray = new Int32Array(event.data);
  for (let i = 0; i < 10; i++) {
    if (i % 2 === 0) {
      const storedValue = Atomics.store(sharedArray, i, 1);
      console.log(`The item at array index ${i} is now ${storedValue}`);
    } else {
      const exchangedValue = Atomics.exchange(sharedArray, i, 2);
      console.log(`The item at array index ${i} was ${exchangedValue}, now 2`);
    }
  }
}, false);

上面代码将共享内存的偶数位置的值改成1，奇数位置的值改成2。

（3）Atomics.wait()，Atomics.notify()

使用while循环等待主线程的通知，不是很高效，如果用在主线程，就会造成卡顿，Atomics对象提供了wait()和notify()两个方法用于等待通知。这两个方法相当于锁内存，即在一个线程进行操作时，让其他线程休眠（建立锁），等到操作结束，再唤醒那些休眠的线程（解除锁）。

Atomics.notify()方法以前叫做Atomics.wake()，后来进行了改名。

// Worker 线程
self.addEventListener('message', (event) => {
  const sharedArray = new Int32Array(event.data);
  const arrayIndex = 0;
  const expectedStoredValue = 50;
  Atomics.wait(sharedArray, arrayIndex, expectedStoredValue);
  console.log(Atomics.load(sharedArray, arrayIndex));
}, false);

上面代码中，Atomics.wait()方法等同于告诉 Worker 线程，只要满足给定条件（sharedArray的0号位置等于50），就在这一行 Worker 线程进入休眠。

主线程一旦更改了指定位置的值，就可以唤醒 Worker 线程。

// 主线程
const newArrayValue = 100;
Atomics.store(sharedArray, 0, newArrayValue);
const arrayIndex = 0;
const queuePos = 1;
Atomics.notify(sharedArray, arrayIndex, queuePos);

上面代码中，sharedArray的0号位置改为100，然后就执行Atomics.notify()方法，唤醒在sharedArray的0号位置休眠队列里的一个线程。

Atomics.wait()方法的使用格式如下。

Atomics.wait(sharedArray, index, value, timeout)

它的四个参数含义如下。

• sharedArray：共享内存的视图数组。
• index：视图数据的位置（从0开始）。
• value：该位置的预期值。一旦实际值等于预期值，就进入休眠。
• timeout：整数，表示过了这个时间以后，就自动唤醒，单位毫秒。该参数可选，默认值是Infinity，即无限期的休眠，只有通过Atomics.notify()方法才能唤醒。

Atomics.wait()的返回值是一个字符串，共有三种可能的值。如果sharedArray[index]不等于value，就返回字符串not-equal，否则就进入休眠。如果Atomics.notify()方法唤醒，就返回字符串ok；如果因为超时唤醒，就返回字符串timed-out。

Atomics.notify()方法的使用格式如下。

Atomics.notify(sharedArray, index, count)

它的三个参数含义如下。

• sharedArray：共享内存的视图数组。
• index：视图数据的位置（从0开始）。
• count：需要唤醒的 Worker 线程的数量，默认为Infinity。

Atomics.notify()方法一旦唤醒休眠的 Worker 线程，就会让它继续往下运行。

请看一个例子。

// 主线程
console.log(ia[37]);  // 163
Atomics.store(ia, 37, 123456);
Atomics.notify(ia, 37, 1);

// Worker 线程
Atomics.wait(ia, 37, 163);
console.log(ia[37]);  // 123456

上面代码中，视图数组ia的第 37 号位置，原来的值是163。Worker 线程使用Atomics.wait()方法，指定只要ia[37]等于163，就进入休眠状态。主线程使用Atomics.store()方法，将123456写入ia[37]，然后使用Atomics.notify()方法唤醒 Worker 线程。

另外，基于wait和notify这两个方法的锁内存实现，可以看 Lars T Hansen 的 js-lock-and-condition 这个库。

注意，浏览器的主线程不宜设置休眠，这会导致用户失去响应。而且，主线程实际上会拒绝进入休眠。

（4）运算方法

共享内存上面的某些运算是不能被打断的，即不能在运算过程中，让其他线程改写内存上面的值。Atomics 对象提供了一些运算方法，防止数据被改写。

Atomics.add(sharedArray, index, value)

Atomics.add用于将value加到sharedArray[index]，返回sharedArray[index]旧的值。

Atomics.sub(sharedArray, index, value)

Atomics.sub用于将value从sharedArray[index]减去，返回sharedArray[index]旧的值。

Atomics.and(sharedArray, index, value)

Atomics.and用于将value与sharedArray[index]进行位运算and，放入sharedArray[index]，并返回旧的值。

Atomics.or(sharedArray, index, value)

Atomics.or用于将value与sharedArray[index]进行位运算or，放入sharedArray[index]，并返回旧的值。

Atomics.xor(sharedArray, index, value)

Atomic.xor用于将vaule与sharedArray[index]进行位运算xor，放入sharedArray[index]，并返回旧的值。

（5）其他方法

Atomics对象还有以下方法。

• Atomics.compareExchange(sharedArray, index, oldval, newval)：如果sharedArray[index]等于oldval，就写入newval，返回oldval。
• Atomics.isLockFree(size)：返回一个布尔值，表示Atomics对象是否可以处理某个size的内存锁定。如果返回false，应用程序就需要自己来实现锁定。

Atomics.compareExchange的一个用途是，从 SharedArrayBuffer 读取一个值，然后对该值进行某个操作，操作结束以后，检查一下 SharedArrayBuffer 里面原来那个值是否发生变化（即被其他线程改写过）。如果没有改写过，就将它写回原来的位置，否则读取新的值，再重头进行一次操作。