JavaScript 的类型化数组（Typed Arrays）

JavaScript 的类型化数组（Typed Arrays）是一种用于高效处理二进制数据（即原始字节或数值）的机制。它们不是传统意义上的数组，而是一组基于 ArrayBuffer 的视图（views），允许你以特定的数据类型（如 8 位整数、32 位浮点数等）来读写底层的二进制缓冲区。

---

1. 背景：为什么需要类型化数组？

• JavaScript 原生的 Array 是动态、松散类型的，不适合高性能数值计算或与二进制数据（如图像、音频、网络协议、WebAssembly 等）交互。
• 类型化数组提供固定类型、固定长度、连续内存布局的结构，性能更高，内存更可控。

---

2. 核心概念

为了最大程度的灵活性和效率，JavaScript 将类型化数组的实现拆分为缓冲和视图两部分。
缓冲是一种表示了数据块的对象，它没有格式可言，也没有提供访问其内容的机制。为了访问缓冲中的内存，你需要使用视图。

✅ ArrayBuffer

• 表示一块原始的二进制数据缓冲区。
• 本身不能直接读写，必须通过 视图（TypedArray 或 DataView）来访问。

const buffer = new ArrayBuffer(16); // 1分配 16 字节内存

✅ 类型化数组视图（TypedArray）

• 是 ArrayBuffer 的特定类型视图。
• 常见类型包括：

  类型	元素大小（字节）	取值范围
  Int8Array	1	-128 ~ 127
  Uint8Array	1	0 ~ 255
  Uint8ClampedArray	1	0 ~ 255（溢出时自动钳制）
  Int16Array	2	-32768 ~ 32767
  Uint16Array	2	0 ~ 65535
  Int32Array	4	-2³¹ ~ 2³¹−1
  Uint32Array	4	0 ~ 2³²−1
  Float32Array	4	单精度浮点数
  Float64Array	8	双精度浮点数（JS 默认 Number）

所有类型化数组共享相同的 API（类似数组，有 length、可索引，但不是 Array 的实例）。

示例：

const buffer = new ArrayBuffer(8);
const int32View = new Int32Array(buffer); // 用 32 位整数视角看 buffer
int32View[0] = 100;
int32View[1] = -50;

console.log(int32View.length); // 2（8 字节 / 4 字节每元素）
console.log(int32View[0]);     // 100

你也可以直接创建类型化数组，而不显式创建 ArrayBuffer：

const uint8 = new Uint8Array([0, 1, 2, 255]);
console.log(uint8.length); // 4
console.log(uint8[3]);     // 255

---

3. 重要特性

• 固定长度：创建后长度不可变。
• 底层共享：多个视图可共享同一 ArrayBuffer，修改一个会影响其他。

  const buf = new ArrayBuffer(4);
  const i32 = new Int32Array(buf);
  const u8  = new Uint8Array(buf);
  i32[0] = 0x12345678;
  console.log(u8); // [0x78, 0x56, 0x34, 0x12] （小端序）
  

• 字节序：默认使用平台字节序（通常是小端），如需跨平台操作，可用 DataView 指定字节序。

---

4. 与普通数组的区别

特性	普通数组 (Array)	类型化数组 (TypedArray)
类型	任意类型混合	单一固定数值类型
长度	动态可变	创建后固定
内存布局	非连续（对象引用）	连续（类似 C 数组）
性能	较低（解释器开销）	高（接近原生）
instanceof Array	true	false
方法	丰富（push, map, filter…）	部分方法（无 push/pop）

---

5. 常见用途

• 与 WebGL 交互（传递顶点、纹理数据）
• 音频/视频处理（如 Web Audio API）
• 文件或网络二进制数据处理（如 fetch().arrayBuffer()）
• WebAssembly 内存交换
• 高性能数值计算（如科学计算、游戏）

---

6. 注意事项

• 类型化数组没有 push、pop、splice 等可变方法。
• 超出范围的值会静默溢出或钳制（如 Uint8Array 中写 300 → 实际存 44）。
• 不要使用 for...in 遍历（会遍历非索引属性），推荐 for...of 或普通 for。