JavaScript 中的 Byte Array 操作详解303

在 JavaScript 中直接操作字节数组 (byte array) 并非像 Java 或 C# 等语言那样直接拥有内置的 `byte[]` 类型。JavaScript 主要处理的是字符串和数字，要操作字节数组，需要借助一些技巧和辅助工具。本文将深入探讨在 JavaScript 环境下如何有效地处理字节数组，包括创建、操作和转换等方面，并分析不同方法的优缺点。

一、 Uint8Array：JavaScript 处理字节数组的利器

JavaScript 的 `TypedArray` (类型化数组) 提供了一种处理二进制数据的有效方式，其中 `Uint8Array` 最适合表示字节数组。`Uint8Array` 是一种数组类型，其元素都是无符号 8 位整数 (0-255)，正好对应一个字节。它提供了直接访问和操作底层内存的能力，比字符串处理效率更高，尤其是在处理大量二进制数据时。

创建 `Uint8Array` 的方式很简单：
```javascript
// 从数组创建
const byteArray1 = new Uint8Array([0x48, 0x65, 0x6c, 0x6c, 0x6f]); // Hello 的 ASCII 码
// 从 ArrayBuffer 创建
const buffer = new ArrayBuffer(5);
const byteArray2 = new Uint8Array(buffer);
// 指定长度创建，初始值为0
const byteArray3 = new Uint8Array(10);
```
`ArrayBuffer` 是一个原始的二进制数据缓冲区，`Uint8Array` 则提供了对该缓冲区的视图。多个 `TypedArray` 可以共享同一个 `ArrayBuffer`，从而提高内存效率。

二、常用操作

`Uint8Array` 提供了丰富的操作方法，例如：
set(array, offset): 将另一个数组复制到当前数组的指定偏移位置。
subarray(begin, end): 返回当前数组的一个子数组视图。
slice(begin, end): 创建一个新的 `Uint8Array`，包含当前数组的指定部分。
length: 获取数组长度（字节数）。
forEach(), map(), filter() 等数组迭代方法，用于处理数组中的每个字节。

示例：
```javascript
const byteArray = new Uint8Array([72, 101, 108, 108, 111]); // Hello
const subArray = (1, 4); // 获取 "ell" 部分
(subArray); // Uint8Array(3) [ 101, 108, 108 ]
([76, 111], 1); // 将 "Lo" 替换 "el"
(byteArray); // Uint8Array(5) [ 72, 76, 111, 108, 111 ]
```

三、与字符串和十六进制字符串的转换

在实际应用中，经常需要在 `Uint8Array` 和字符串、十六进制字符串之间进行转换。

1. `Uint8Array` 转字符串：如果 `Uint8Array` 表示的是文本数据的 UTF-8 编码，可以使用 `TextDecoder` 进行解码：
```javascript
const byteArray = new Uint8Array([72, 101, 108, 108, 111]);
const decoder = new TextDecoder('utf-8');
const string = (byteArray);
(string); // Hello
```

2. 字符串转 `Uint8Array`：使用 `TextEncoder` 可以将字符串编码成 `Uint8Array`：
```javascript
const encoder = new TextEncoder();
const byteArray = ('Hello');
(byteArray); // Uint8Array(5) [ 72, 101, 108, 108, 111 ]
```

3. `Uint8Array` 与十六进制字符串互转：需要手动进行转换：
```javascript
function uint8ArrayToHex(byteArray) {
return (byteArray, byte => (16).padStart(2, '0')).join('');
}
function hexToUint8Array(hexString) {
if ( % 2 !== 0) {
throw new Error('Invalid hex string');
}
const byteArray = new Uint8Array( / 2);
for (let i = 0; i < ; i += 2) {
byteArray[i / 2] = parseInt((i, i + 2), 16);
}
return byteArray;
}
const byteArray = new Uint8Array([0x48, 0x65, 0x6c, 0x6c, 0x6f]);
const hexString = uint8ArrayToHex(byteArray); // "48656c6c6f"
const byteArray2 = hexToUint8Array(hexString); // Uint8Array(5) [ 72, 101, 108, 108, 111 ]
```

四、总结

`Uint8Array` 是 JavaScript 中处理字节数组的理想选择，结合 `ArrayBuffer`、`TextEncoder`、`TextDecoder` 等工具，可以方便地进行各种字节数组操作和数据转换。在处理网络通信、文件上传下载、图像处理等场景中，熟练掌握 `Uint8Array` 的用法至关重要。需要注意的是，在进行大数据量的操作时，要考虑内存管理和性能优化，避免出现内存溢出等问题。选择合适的转换方法，根据实际需求，选择字符串、十六进制字符串或其他方式来表示和处理字节数据。

2025-06-05

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