Из эффективного хранения массивов байт в JavaScript

Быстрый ответ

Чтобы сохранить байтовый массив в JavaScript, применяйте типизированный массив Uint8Array. Вот наглядный пример:

// Сформируем байтовый массив с определёнными значениями
let byteArray = new Uint8Array([7, 42, 101]);

// Работаем с элементами байтового массива – доступ ведётся непосредственно
console.log(byteArray[1]); // Возвращает: 42. Известное нам значение из "Автостопа по галактике"

Uint8Array позволяет взаимодействовать непосредственно с бинарными данными.

Введение в типизированные массивы в JavaScript

Типизированные массивы в JavaScript представляют собой эффективный способ обработки бинарных данных. Uint8Array — это разновидность типизированных массивов, способных хранить байты с диапазоном значений от 0 до 255, что гораздо эффективнее стандартных чисел JavaScript, поскольку используется всего 1 байт на число.

Расходы памяти для обычных чисел

Стандартные числа в JavaScript занимают до 8 байтов, в свою очередь Uint8Array требует только один байт на число, обеспечивая таким образом экономичное использование памяти:

let regularNumbers = [10, 20, 30]; // Каждое число "занимает" 8 байтов
let typedArray = new Uint8Array([10, 20, 30]); // Здесь мы используем лишь 1 байт на число, что значительно эффективнее

Подробнее об этом расскажет наш спикер на видео

Выбираем типизированный массив

Uint8Array идеально подойдет для данных в диапазоне от 0 до 255. Если значения выходят за указанный диапазон, обратите внимание на Uint16Array и Uint32Array, обеспечивающие 2 и 4 байта на число соответственно.

Надёжность при управлении памятью и манипуляциями с данными

Типизированные массивы в JavaScript не только экономят память, но и представляют из себя практичные средства для выполнения сложных операций с данными, что невероятно важно при работе со структурами бинарных данных.

Доступ на уровне битов: Пример реализации

При выполении задач, требующих доступа на уровне битов, например, в криптографии или обработке изображений, сочетание типизированных массивов (например, Uint32Array) и битовых операций позволит достичь высокой эффективности:

class BitArray {
  constructor(size) {
    this.uint32Array = new Uint32Array(size);
  }
  // Здесь мы можем реализовать функции для работы с битами: установка, сброс, переключение и проверка значений.
}

Эффективные операции с символами: ASCII поможет

Иногда символы удобнее представлять в виде байтов. Прикладные функции для работы с ASCII:

// Преобразуем символ в соответствующий ASCII-код
function charToByte(c) {
  return c.charCodeAt(0);
}

// Преобразуем ASCII-код обратно в символ
function byteToChar(byteVal) {
  return String.fromCharCode(byteVal);
}

Визуализация

Вообразим ящик для инструментов, где каждый инструмент символизирует один байт:

Байтовый массив: [10100011, 11010010, 11100001]
Ящик с инструментами (🧰): [🔧, 🔨, ⚙️]

Создание байтового массива в JavaScript схоже с размещением инструментов в цифровом ящике:

let byteArray = new Uint8Array([0xA3, 0xD2, 0xE1]);

Теперь инструменты доступны для использования в ваших программных проектах.

Обеспечение кросс-платформенности

Очень важно обеспечивать кросс-платформенная совместимость при работе с бинарными данными. Uint8Array поддерживается большинством современных браузеров и платформ, включая Node.js и HTML5.

Совместимость с различными браузерами

Перед работой с Uint8Array, убедитесь в его поддержке браузерами. Учитывайте различия организации отображения числовых данных на разных платформах, особенно при использовании Uint16Array или Uint32Array.

Проведение сложных операций

Типизированные массивы, помимо хранения, дают возможность выполнять массу операций, таких как сериализация данных для дальнейшей передачи по сети или сохранения на диске:

// Превращаем Uint8Array в строчку base64 для передачи данных
function serialize(bytes) {
  let binaryString = String.fromCharCode.apply(null, bytes);
  return window.btoa(binaryString);
}

// Конвертируем строку base64 обратно в Uint8Array
function deserialize(base64String) {
  let binaryString = window.atob(base64String);
  let bytes = new Uint8Array(binaryString.length);

  for (let i = 0; i < binaryString.length; i++) {
    bytes[i] = binaryString.charCodeAt(i);
  }
  return bytes;
}

Обработка данных как антарктических айсбергов

При взаимодействии с большими обьемами данных необходимо использовать такие методы как "ленивая" загрузка, пагинация и эффективный поиск. Овладение этими навыками у разработчиков очень ценится.

Будьте бдительны: потенциальные "айсберги"

Типизированные массивы являются мощным инструментом, однако стоит иметь в виду их особенности: фиксированная длина и тип данных, а также возможные проблемы с производительностью при выделении больших массивов.

Полезные материалы

1. Типизированные массивы в JavaScript – JavaScript | MDN — Подробное описание типизированных массивов от MDN.
2. Типизированные массивы – Двоичные данные в браузере | Статьи | web.dev — Статья по использованию типизированных массивов в WebGL и веб-API.
3. node.js – Как трансформировать бинарный буфер NodeJS в JavaScript ArrayBuffer – Stack Overflow — Решение от сообщества по конвертации буфера NodeJS в ArrayBuffer.
4. Глобальная функция btoa() – веб-API | MDN — Инструкция по кодированию и декодированию строк в base64, полезная при работе с бинарными данными.
5. Ускорение работы с пикселями Canvas с помощью типизированных массивов – Mozilla Hacks – the Web developer blog — Статья о повышении эффективности при выполнении операций с Canvas с помощью типизированных массивов.
6. javascript – Как безопасно трансформировать JSON строку в объект – Stack Overflow — Обсуждение безопасной сериализации и десериализации JSON строк.
7. GitHub Gist – Сериализация и десериализация типизированных массивов — Демонстрация кода, иллюстрирующего методы сериализации и десериализации типизированных массивов.