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JavaScript如何操作二进制数据【教程】

狼影

狼影

发布时间:2026-01-24 13:17:02

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来源于php中文网

原创

JavaScript操作二进制数据必须使用ArrayBuffer及其视图(如Uint8Array、DataView),因String是UTF-16编码且会Unicode正规化,普通Array存储JS值而非连续字节,无法保证对齐与大小端控制,易致网络传输、文件解析等场景数据错位或静默损坏。

javascript如何操作二进制数据【教程】

JavaScript 操作二进制数据,核心不是用 String 或普通数组模拟,而是必须用 ArrayBuffer 及其视图(Uint8ArrayDataView 等)——否则无法真正读写原始字节,也容易在编码/解码环节出错。

为什么不能直接用字符串或普通数组处理二进制?

字符串在 JavaScript 中是 UTF-16 编码的,一个字符至少占 2 字节,且会自动做 Unicode 正规化;普通 Array 存的是 JS 值(如 Number),不是连续内存块,无法保证字节对齐和大小端控制。一旦涉及网络传输、文件解析(如 PNG header)、加密或 WebAssembly,这些都会导致数据错位或静默损坏。

常见错误现象:

  • str.split('').map(c => c.charCodeAt()) 处理含 emoji 或代理对的字符串,得到错误字节数
  • fetch()response.text() 结果当二进制用,实际已是解码后的字符串,丢失原始字节
  • JSON.stringify(new Uint8Array([0xff, 0x00])) 得到 "[255,0]",误以为这是“二进制表示”,其实只是数字数组的字符串化

从 fetch 到 ArrayBuffer:正确获取原始二进制数据

浏览器中绝大多数二进制输入源(图片、音频、API 响应)都支持直接返回 ArrayBuffer,而不是先转成字符串再折腾。

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使用场景:下载文件、解析自定义二进制协议、读取 ZIP 元数据

实操建议:

  • response.arrayBuffer() 替代 response.text()response.json()
  • 避免中间经过 TextDecoder 再转回字节 —— 除非你明确需要按某种编码(如 UTF-8)解释内容
  • 注意:arrayBuffer() 返回 Promise,不可同步调用

示例:

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fetch('/data.bin')
  .then(r => r.arrayBuffer())
  .then(buf => {
    const view = new Uint8Array(buf);
    console.log(view[0].toString(16)); // 第一个字节:比如 'ff'
  });

用 DataView 精确读写多字节类型(int32、float64、大小端)

Uint8Array 适合逐字节操作,但遇到 4 字节整数、8 字节浮点数或需要指定字节序时,DataView 是唯一可靠选择。

参数差异:

  • view.getInt32(offset, isLittleEndian):第二个参数决定是否按小端读取,默认为 false(大端)
  • 不传 isLittleEndian 且数据实际是小端(如 x86 机器写的二进制),结果会完全错误
  • offset 单位是字节,必须对齐(如 getInt32 要求 offset 是 4 的倍数),否则抛 RangeError

性能影响:频繁创建 DataView 开销极小,它只是 ArrayBuffer 的视图,不拷贝数据。

Node.js 中的 Buffer 与浏览器 ArrayBuffer 不兼容,别混用

Node.js 的 BufferUint8Array 的超集,有额外方法(如 buf.writeUInt32BE()),但它不是标准 ArrayBuffer 视图。直接把 Buffer 传给期望 ArrayBuffer 的 API(如 WebCrypto.subtle.importKey())会失败。

转换方式:

  • Node → 浏览器兼容:buf.buffer(前提是 buf 未被切片过;否则用 buf.slice().buffer
  • 浏览器 → Node:Buffer.from(arrayBuffer)(注意:这会拷贝数据)
  • 跨平台库(如 readable-stream)通常内部已处理,但自定义二进制解析逻辑仍需显式判断环境

容易被忽略的一点:Node.js 的 Buffer.from(string, 'hex') 和浏览器的 Uint8Array.from('ff00', Number.parseInt) 行为不同——前者严格要求偶数长度 hex 字符串,后者对单字符会报 NaN,错误提示不一致,调试时容易卡住。

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