ch05 利用Buffer类处理二进制数据

1.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，然而，在处理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。

创建Buffer对象

在node.js中，Buffer类是一个可以在任何模块中被利用的全局类，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类有三种形式的构造函数：

第一种：

只需将缓存区大小（以字节为单位）指定为构造函数的参数，用法:new Buffer(size)

被创建的Buffer对象拥有一个length属性，属性值为缓存区大小

可以使用Buffer对象的fill方法来初始化缓存区中的所有内容，用法：buf.fill(value, [offset],[end])

—— 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制定的数值，默认为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字节处，默认值为buffer对象的大小，即书写到缓存区底部

第二种：

直接使用一个数组来初始化缓存区，用法：new Buffer(array)

在这种形式的构造函数中，使用了一个存放了需要被指定数值的数组来作为构造函数的参数。

第三种：

直接使用一个字符串来初始化缓存区，具体用法：new Buffer( str, [encoding])

在这种形式的构造函数中，使用2个参数，其中第一个参数为必须指定的参数，参数值为用于初始化缓存区的字符串，第二个参数值为一个用于指定文字编码格式的字符串，默认为“utf-8”.

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，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。

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，因为在计算字符串长度是，以文字作为一个单位，而计算缓存区的长度时，以字节作为一个单位。

字符串对象一旦创建后不可被修改，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

字符串对象拥有搜索字符的index()方法、match()方法与search()方法，可用于替换文字的replace方法以及取出部分字符的substring方法，但是buffer对象并不具有这些方法，只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

buffer对象的slice方法并不是复制缓存区的数据，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

buffer对象与字符串对象之间的相互转换

1.buffer对象的toString方法：

可以将Buffer对象中保存的数据转换为字符串，使用方法如下：

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

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，默认参数为utf-8

第二个和第三个参数用于指定被转换数据的起始位置与终止位置，以字节为单位。

2.buffer对象的write方法：

如果要将字符串当做二进制数据来使用，只需要将字符串作为buffer类的构造函数的从参数来创建buffer对象即可。但是有时我们需要向已经创建的buffer对象中写入字符串，具体用法：

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

四个参数，其中第一个参数为必须指定参数，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后的写入位置。第四个参数用于指定写入字符串时使用的编码格式，默认为utf-8格式

3.StringDecoder对象

 在node.js中，可以使用StringDecoder对象将Buffer对象中的数据转换为字符串，该对象的作用与Buffer对象的toString方法的作用相同，但是对utf-8编码格式的字符串提供更好的支持。

在使用StringDecoder对象时，首先需要加载Node.js中的string_decoder模块，用法如下：

var StringDecoder=require（'string_decoder'）.StringDecoder;

加载了string_decoder模块后，可以创建一个StringDecoder对象，方法如下：

var decoder=new StringDecoder([encoding]);

在StringDecoder类的构造函数中，可以使用一个可选参数，该参数用于指定转换字符串时所使用的编码格式，默认参数值为utf-8

在需要将Buffer对象的数据转换为字符串时，可以使用StringDecoder对象的write方法，代码如下所示：

decode.write(buffer)

在stringDecoder对象的write方法中，可以使用一个参数，用于指定需要被转换的buffer对象，该方法返回转换后的字符串。

StringDecoder对象的有用之处在于，当需要将多个Buffer对象的二进制数据转换为文字的场合。

4.Buffer对象与数值对象之间的相互转换

JavaScript中，所有的数值都是number对象，虽然在其他语言中，可能存在int和float这种明显的区别

虽然在JavaScript中，只需要一个number对象就够了，但是从文件中读取数据或向文件中写入数据的场合中，有些还是需要明确知道数据的类型。

在node.js中，为buffer对象准备了将buffer对象中的二进制数据读取为JavaScript中的number类型的数据，或将number类型的数据转换为精确类型后向buffer中写入的方法

read系列的方法均用于将buffer对象中的数据读取为number类型的数据，其中第一个参数offset用于指定获取数据的起始位置，以字节为单位，第二个参数noAssert为一个布尔类型的可选参数，用于指定是否对offset的值进行验证。参数值为false时，如果offset参数超出了缓存区的长度，则抛出AssertionError异常，参数值为true时，则不抛出该异常，默认值为false。

write系列的方法均用于将number类型的数据转换为指定数据类型后写入到缓存区中，

    -第一个参数为需要写入的数据

    -第二个参数（offset）用于指定数据的起始写入位置，以字节为单位。

    -第三个参数为一个布尔类型的可选参数，用于指定是都对offset的值进行验证。参数值为false时，如果offset参数值超出了缓存区的长度，则抛出AssertionError异常，参数值为true时，则不抛出该异常，默认值为false。

5.Buffer对象与JSON对象之间的相互转换

在Node.js中，可以使用JSON.stringify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。

6 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,其中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。

7 Buffer类的类方法

在Node.js中，对Buffer类定义了三个类方法（相当于其他语言中的静态方法，在Node.js中称为类方法）

7.1 isBuffer方法

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

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。

7.2 byteLength方法

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])

    -第一个参数为必须输入参数，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。

7.3 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,用法如下：

Buffer.concat(list, [totalLength])

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对象联结创建为一个Buffer对象

第二个参数为可选参数，用于指定被创建的Buffer对象的总长度，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。

7.4 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。