摘要：前端中的二进制以及相关操作与转换最近工作中遇到了很多有关二进制的处理，如的生成，多个的打包，音频的拼接。数据输出或者叫数据展示或者下载，数据经二进制处理后可以由表示，然后通过等元素引用或者直接下载。

最近工作中遇到了很多有关二进制的处理，如PDF的生成，多个PDF的打包，音频的拼接。为了数据的一致性，以及减少与后端通信的复杂度，工作量都在浏览器端。

浏览器，或者前端更多处理的是 View 层，即 UI = f(state)，状态至界面的转化。但是也有很多关于二进制的处理，如

下载 Excel

文档生成 PDF

对多个文件打包下载

图片的乱码问题

本篇文章总结了浏览器端的二进制以及有关数据之间的转化，如 ArrayBuffer，TypedArray，Blob，DataURL，ObjectURL，Text 之间的互相转换。为了更好的理解与方便以后的查询，特意做了一张图做总结。

原文链接见 http://shanyue.tech/post/binary-in-frontend/

在此之前，首先简单介绍下几种相关的数据类型，更多文档请参考 MDN

TypedArray 是 ES6+ 新增的描述二进制数据的类数组数据结构。但它本身不可以被实例化，甚至无法访问，你可以把它理解为 Abstract Class 或者 Interface。而基于 TypedArray，有如下数据类型。

Uint8Array
Uint 代表数组的每一项是无符号整型
8 代表数据的每一项占 8 个比特位，即一个字节

Int8Array

Uint8Array

Int16Array

...

const array = new Int8Array([1, 2, 3])

// .length 代表数据大小
// 3
array.length

// .btyeLength 代表数据所占字节大小
array.byteLength

ArrayBuffer 代表二进制数据结构，只读。需要转化为 TypedArray 进行操作。

const array = new Int16Array([1, 2, 3])

// TypedArray -> ArrayBuffer
array.buffer

// ArrayBuffer -> TypedArray
new Int16Array(array.buffer)

// buffer.length 代表数据所占用字节大小
array.buffer.length === array.byteLength

TypedArray 没有像数组那样的 Array.prototype.concat 方法用来连接多个 TypedArray。不过它提供了 TypedArray.prototype.set 可以用来间接连接字符串

可以参考 MDN 文档：https://developer.mozilla.org...

// 在位移 offset 位置放置 typedarray
typedarray.set(typedarray, offset)

原理就是先分配一块空间足以容纳需要连接的 TypedArray，然后逐一在对应位置叠加

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

concatenate(Uint8Array, new Uint8Array([1, 2, 3]), new Uint8Array([4, 5, 6]))

同时您还需要对资源的获取有大致的了解，如 XHR，fetch，通过文件上传。

Blob 是浏览器端的类文件对象。操作 Blob 需要使用数据类型 FileReader。

FileReader 有以下方法，可以把 Blob 转化为其它数据

FileReader.prototype.readAsArrayBuffer

FileReader.prototype.readAsText

FileReader.prototype.readAsDataURL

FileReader.prototype.readAsBinaryString

const blob = new Blob("hello".split(""))

// 表示文件的大小
blob.size

const array = new Uint8Array([128, 128, 128])
const blob2 = new Blob([array])

function readBlob (blob, type) {
  return new Promise(resolve => {
    const reader = new FileReader()
    reader.onload = function (e) {
      resolve(e.target.result)  
    }
    reader.readAsArrayBuffer(blob)
  })
}

readBlob(blob, "DataURL").then(url => console.log(url))

数据输入或者叫资源的请求可以分为以下两种途径

通过 url 地址请求网络资源

通过文件上传请求本地资源

fetch 应该是大家比较熟悉的，但大多使用环境比较单一，一般用来请求 json 数据。其实， 它也可以设置返回数据格式为 Blob 或者 ArrayBuffer。

fetch 返回一个包含 Response 对象的 Promise，Response 有以下方法

Response.prototype.arrayBuffer

Response.prototype.blob

Response.prototype.text

Response.prototype.json

详情可以查看MDN文档 https://developer.mozilla.org...

fetch("/api/ping").then(res => {
  // true
  console.log(res instanceof Response)
  // 最常见的使用
  return res.json()

  // 返回 Blob
  // return res.blob()

  // 返回 ArrayBuffer
  // return res.arrayBuffer()
})

另外，Response API 既可以可以使用 TypedArray，Blob，Text 作为输入，又可以使用它们作为输出。

这意味着关于这三种数据类型的转换完全可以通过 Response

xhr 可以设置 responseType 接收合适的数据类型

const request = new XMLHttpRequest()
request.responseType = "arraybuffer"
request.responseType = "blob"

本地文件可以通过 input[type=file] 来上传文件。

当上传成功后，可以通过 document.getElementById("input").files[0] 获取到上传的文件，即一个 File 对象，它是 Blob 的子类，可以通过 FileReader 或者 Response 获取文件内容。

或者叫数据展示或者下载，数据经二进制处理后可以由 url 表示，然后通过 image, video 等元素引用或者直接下载。

Data URL 即 Data As URL。所以， 如果资源过大，地址便会很长。 使用以下形式表示。

data:[][;base64],

先来一个 hello, world。把以下地址粘入地址栏，会访问到 hello, world

data:text/html,
Hello%2C%20World!

Base64 使用大小写字母，数字，+ 和 / 64 个字符来编码数据，所以称为 Base64。经编码后，文本体积会变大 1/3

在浏览器中，可以使用 atob 和 btoa 编码解码数据。

// aGVsbG8=
btoa("hello")

可以使用浏览器新的API URL 对象生成一个地址来表示 Blob 数据。

// 粘贴生成的地址，可以访问到 hello, world
// blob:http://host/27254c37-db7a-4f2f-8861-0cf9aec89a64
URL.createObjectURL(new Blob("hello, world".split("")))

data:application/octet-stream;base64,5bGx5pyI

资源的下载可以利用 FileSaver 。

这里也简单写一个函数，用来下载一个链接

function download (url, name) {
  const a = document.createElement("a")
  a.download = name
  a.rel = "noopener"
  a.href = url
  // 触发模拟点击
  a.dispatchEvent(new MouseEvent("click"))
  // 或者 a.click(
}

以上是二进制数据间的转换图，有一些转换可以直接通过 API，有些则需要代码，以下贴几种常见转换的代码

根据上图，由字符串到 TypedArray 的转换，可以通过 String -> Blob -> ArrayBuffer -> TypedArray 的途径。

关于代码中的函数 readBlob 可以回翻环节 数据类型 - Blob

const name = "山月"
const blob = new Blob(name.split(""))

readBlob(blob, "ArrayBuffer").then(buffer => new Uint8Array(buffer))

也可以通过 Response API 直接转换 String -> ArrayBuffer -> TypedArray

const name = "山月"

new Response(name).arrayBuffer(buffer => new Uint8Array(buffer))

这上边两种方法都是直接通过 API 来转化，如果你更像了解如何手动转换一个字符串和二进制的 TypedArray

使用 enodeURIComponent 把字符串转化为 utf8，再进行构造 TypedArray。

function stringToTypedArray(s) {
  const str = encodeURIComponent(s)
  const binstr = str.replace(/%([0-9A-F]{2})/g, (_, p1) => {
    return String.fromCharCode("0x" + p1)
  })
  return new Uint8Array(binstr.split("").map(x => x.charCodeAt(0)))
}

由以上整理的转换图得出途径

本地上传图片 -> Blob -> Object URL

由以上整理的转换图得出途径

fetch请求音频资源 -> ArrayBuffer -> TypedArray -> 拼接成一个 TypedArray -> ArrayBuffer -> Blob -> Object URL

json 视为字符串，由以上整理的转换图得出途径

Text -> DataURL

除了使用 DataURL，还可以转化为 Object URL 进行下载。关于下载的函数 download，可以参考以上环节 数据输出-下载

Text -> Blob -> Object URL

可以把以下代码直接粘贴到控制台下载文件

const json = {
  a: 3,
  b: 4,
  c: 5
}
const str = JSON.stringify(json, null, 2)

const dataUrl = `data:,${str}`
const url = URL.createObjectURL(new Blob(str.split("")))

download(dataUrl, "demo.json")
download(url, "demo1.json")