nodeJS-使用buffer类处理二进制数据

使用buffer类处理二进制数据

      在客户端javascript脚本代码中，对于二进制数据并没有提供一个很好的支持。然后在nodejs中需要处理像TCP流或文件流时，必须要处理二进制数据。因此在node.js中，定义了一个Buffer类，该类用来创建一个专门存放二进制数据的缓存区。  

一：创建Buffer对象

     在node.js中，Buffer类是一个可以在任何模块被利用的全局类，不需要为该类的使用而加载任何模块。可以使用new关键字来创建该类的实例对象。Buffer类可以使用三种方式来构造函数，第一种方式如下：

    new Buffer(size)

被创建的buffer对象拥有一个length属性，属性值为缓存区的大小。如下：

我们现在也可以使用Buffer对象的fill方法来初始化缓存区中的所有内容，如下所示：

    buf.fill(value,[offset],[end]);

在Buffer对象的fill方法中，可以使用三个参数，第一个参数为必须指定的参数，参数值为需要被写入的数值，第二个参数与第三个参数为可选参数，其中第二个参数用于指定从第几个字节处开始写入被指定的数值，默认值为0，即从缓存区的起始位置写入，第三个参数用于指定将数值一直写入到第几个字节处，默认值为Buffer对象的大小，即书写到缓存区的底部。

现在我们希望从buffer对象的缓存区的第10字节处开始写入1，一直到缓存区底部，如下所示：

我们现在也可以在缓存区的第20到第30字节处(从第20字节开始，不包含第30字节)填入2，演示如下：

Buffer类的第二种形式的构造函数是直接使用一个数组来初始化缓存区，代码如下所示：

    new Buffer(array)

演示如下：

Buffer类的第三种形式的构造函数是直接使用一个字符串来初始化缓存区，代码如下：

   new Buffer(str,[encoding]);

第一个参数为必须指定的参数，参数值为用于初始化换出区的字符串，第二个参数值为一个用于指定文字编码格式的字符串，默认值为utf-8

如下所示：

在Node.js中，将自动执行字符串的输入输出时的编码与解码处理，默认使用utf-8编码，可以使用编码格式如下表所示：

当使用字符串参数来创建buffer对象并初始化缓存区时，如果使用不同的编码格式，则缓存区中的数据也会有所不同，如下演示：

二：字符串的长度与缓存区的长度

      在node.js中，一个字符串的长度与根据该字符串所创建的缓存区的长度并不相同，因为在计算字符串的长度时，是以文字作为一个单位，而在计算缓存区的长度时，是以字节作为一个单位。

比如针对 ”我喜爱编程”这个字符串，该字符串对象的length属性值与根据该字符串创建的buffer对象的length属性值并不相同。因为字符串对象的length属性值获取的是文字个数，而buffer对象的length属性值获取的是缓存区的长度，即缓存区中的字节。

另外，可以使用0开始的序号来取出字符串对象或缓存区中的数据。但是，在获取数据时，字符串对象是以文字作为一个单位，而缓存区对象是以字节作为一个单位。比如，针对一个引用了字符串对象的str变量来说，str[2]获取的是第三个文字，而针对一个引用了缓存区对象的buf对象来说，buf[2]获取的是缓存区中的第三个字节数据转换为整数后的数值。如下：

而buffer对象是可以被修改的。可以通过序号来修改其中某个字节处的数据。如下：

Buffer对象还有一个用于取出指定位置处数据的slice方法，该方法的使用方法与string对象的slice方法相同。

注意：由于buffer对象的slice方法并不是复制缓存区中的数据，而是与该数据共享内存区域，因此，如果修改使用slice方法取出的数据，则缓存区中保存的数据也将被修改。如下演示：

三：Buffer对象与字符串对象之间的相互转换；

    1.   Buffer对象的toString方法

     可以使用Buffer对象的toString方法将Buffer对象中保存的数据转换为字符串，使用方法如下所示：

     buf.toString([encoding],[start],[end]);

在Buffer对象的toString方法中，可以使用三个可选参数，第一个参数用于指定Buffer对象中保存的文字编码格式，默认参数值为utf8，第二个及第三个用于指定被转换数据的起始位置和终止位置，以字节为单位。toString方法返回经过转换后的字符串。

四：Buffer对象的write方法

     如果要将字符串当做二进制数据来使用，只需将该字符串作为Buffer类的构造函数的参数来创建Buffer对象即可。但是有时候我们需要向已经创建好的Buffer对象中写入字符串，这时候我们可以使用Buffer对象的write方法，代码如下所示：

    buf.write(string,[offset],[length],[encoding]);

在buffer对象的write方法中，可以使用四个参数，第一个参数为必须指定的参数，后三个参数为可选参数，第一个参数用于指定需要写入的字符串，第二个参数offset与第三个参数length用于指定字符串转换为字节数据的写入位置。字节数据的书写位置为从第1+offset个字节开始到offset+length个字节为止(列如offset为3，length为8，写入位置为从第4个字节开始到第11个字节为止，包括第4个字节与第11个字节)。第四个参数用于指定写入字符串时使用的编码格式，默认是utf8格式。

如下代码演示：

五：Buffer对象与JSON对象之间的相互转换

      在Node.js中，可以使用JSON.stringfy方法将Buffer对象中保存的数据转换为一个字符串，也可以使用JSON.parse方法将一个经过转换后的字符串还原为一个数组。

六：复制缓存数据。

    当需要将Buffer对象中保存的二进制数据复制到另一个Buffer对象中时，可以使用Buffer对象的copy方法，copy方法的使用方法如下所示：

     buf.copy(targetBuffer,[targetStart],[sourceStart],[sourceEnd]);

在Buffer对象的copy方法中，使用四个参数，第一个参数为必须指定的参数，其余三个参数均为可选参数。第一个参数用于指定复制的目标Buffer对象。第二个参数用于指定目标Buffer对象中从第几个字节开始写入数据，参数值为一个小于目标的Buffer对象长度的整数值，默认值为0(从开始处写入数据)。第三个参数用于指定从复制源Buffer对象中获取数据时的开始位置，默认值为0，即从复制源Buffer对象中的第一个字节开始获取数据，第四个参数用于指定从复制源Buffer对象中获取数据时的结束位置，默认值为复制源Buffer对象的长度，即一直获取完毕复制源Buffer对象中的所有剩余数据。

比如如下：将a中buffer对象中的内容复制到b中的buffer对象中，复制的目标起始位置为b的buffer对象中的第11字节处(第11字节处开始写入)。如下所示：

七：Buffer类的类方法

1. isBuffer方法

      isBuffer方法用于判断一个对象是否为一个Buffer对象，使用方法如下：

      Buffer.isBuffer(obj)

在isBuffer方法中，使用一个参数，用于指定需要被判断的对象，如果对象为Buffer对象，方法返回true，否则返回false。演示如下：

    2. byteLength方法；

     可以使用byteLength方法计算一个指定字符串的字节数，使用方法如下所示：

     Buffer.byteLength(string,[encoding]);

在byteLength方法中，使用两个参数，第一个参数为必须输入的参数，用于指定需要计算字节数的字符串，第二个参数为可选参数，用于指定按什么编码方式来计算字节数。默认值为utf8.
如下演示：

   3. concat方法。

     concat方法用于将几个Buffer对象结合创建为一个新的Buffer对象，使用方法如下所示：

    Buffer.concat(list,[totalLength])

      在concat方法中，使用两个参数，第一个参数为必须指定的参数，参数值为一个存放了多个buffer对象的数组，concat方法将把其中的所有Buffer对象链接创建为一个Buffer对象；第二个参数为可选参数，用于指定被创建的Buffer对象的长度，当省略该参数时，被创建的Buffer对象为第一个参数数组中所有Buffer对象的长度的合计值。

如果一个参数值为一个空数组或第二个参数值等于0，那么concat方法返回一个长度为0的Buffer对象。

如果第一个参数值数组中只有一个Buffer对象，那么concat方法直接返回该Buffer对象。

如果第一个参数值数组中拥有一个以上的Buffer对象，那么concat方法返回被创建的Buffer对象。

如下演示：

   4. isEncoding方法。

isEncoding方法用于检测一个字符串是否为一个有效的编码格式字符串，使用方法如下所示：

Buffer.isEncoding(encoding);

在isEncoding方法中，使用一个参数，用于指定需要被检测的字符串。如果该字符串为有效的编码格式字符串，则方法返回true，如果该字符串不是一个有效的编码格式字符串，则方法返回false。如下演示：