Node.js二进制与Buffer的介绍与使用

什么是二进制

计算机中的数字，都是以二进制的方式来存储和处理的。二进制是由“0”和“1”两个数字组成，其中每一位代表2的不同次方。例如，一个8位二进制数“10101010”所代表的十进制数就是：(1x2^7) + (0x2^6) + (1x2^5) + (0x2^4) + (1x2^3) + (0x2^2) + (1x2^1) + (0x2^0) = 170。

什么是Buffer

在Node.js中，Buffer是一种更好的处理二进制数据的方式。Buffer是一个存储二进制数据的类数组对象，它的元素是16进制的两位数，即0-255的整数。

Buffer可以存储任何数据类型，包括ASCII，UTF-8，甚至是图片、音频和视频等二进制数据。Buffer的大小一旦被分配，就不能被修改，但可以通过复制到一个不同大小的Buffer实例来实现。

如何创建Buffer

在Node.js中，可以通过多种方式来创建Buffer。

通过Buffer.from创建Buffer

// 创建一个长度为10的Buffer对象，并将其填充为数字1
const buf = Buffer.from([1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1]);
console.log(buf); // 输出：<Buffer 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01>

通过Buffer.alloc创建Buffer

// 创建一个长度为10的Buffer对象，并将其填充为0
const buf = Buffer.alloc(10);
console.log(buf); // 输出：<Buffer 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00>

通过Buffer.allocUnsafe创建Buffer

// 创建一个长度为10的Buffer对象，并使用随机值进行填充
const buf = Buffer.allocUnsafe(10);
console.log(buf); // 输出：<Buffer 3a 0f 11 c2 21 03 d0 03 88 2a>

如何访问Buffer中的数据

在Buffer中有许多方法可以访问数据，比如：读取、写入、拷贝和填充等。下面是一些常用的方法。

读取Buffer内容

const buf = Buffer.from('hello world');

// 读取特定位置的字节
console.log(buf[0]); // 输出：104

// 读取特定位置到指定长度的字节
console.log(buf.slice(0, 5)); // 输出：<Buffer 68 65 6c 6c 6f>

// 读取字符串
console.log(buf.toString()); // 输出：hello world

写入Buffer内容

const buf = Buffer.alloc(10);

// 写入一个字节
buf[0] = 72;

// 写入一个字符串
buf.write('world');

console.log(buf); // 输出：<Buffer 48 6f 72 6c 64 00 00 00 00 00>

示例说明

示例一：读取文件内容

const fs = require('fs');
const path = require('path');

// 读取文件内容
const file = fs.readFileSync(path.join(__dirname, 'test.txt'));

console.log(file); // 输出：<Buffer 54 68 69 73 20 69 73 20 61 20 74 65 73 74 20 66 69 6c 65>

示例二：网络请求返回Buffer

const http = require('http');

http.get('http://www.baidu.com', function(res) {
  const chunks = [];
  res.on('data', function(chunk) {
    chunks.push(chunk);
  });

  res.on('end', function() {
    const buffer = Buffer.concat(chunks);    
    console.log(buffer.toString());
  });
});

总结

在Node.js中，二进制数据的处理十分常见。Buffer提供了一种更好的处理方式，它可以存储任何类型的数据，并且可以进行多种操作，比如读取、写入、拷贝和填充等。通过了解如何创建和操作Buffer对象，可以更好地处理二进制数据。