字符編碼概念及JS中相關應用

Endianness（字節序）

字節序，或字節順序（"Endian"、"endianness" 或 "byte-order"），描述了計算機如何組織字節，組成對應的數字。   每一個內存存儲位置都有一個索引或地址。每一 字節能夠存儲一個 8位數字（即 介於0x00 和 0xff 之間 0~255），所以，你必須保留不止一個字節來儲存一個更大的數字。

• little-endian 如今，大部分需佔用多個字節的數字排序方式是 little-endian（譯者注：可稱小字節序、低字節序，即低位字節排放在內存的低地址端，高位字節排放在內存的高地址端。與之對應的 big-endian 排列方式相反，可稱大字節序、高字節序），全部的英特爾處理器都使用 little-endian。little-endian 的意思是使用低位儲存更重要的信息，least-to-most-significant（最低有效（least significant）字節取第一個位置，或者說，地址最低的位置），可類比歐洲通用的日期書寫方式（例如，31 December 2050。譯者注：年份是最重要的，月份其次，日期最後）。
• big-endian 天然, big-endian 是相反的順序, 可類比 ISO 日期格式（例如 2050-12-31）。big-endian 一般被稱做"網絡字節順序"（"network byte order"）, 由於互聯網標準一般要求數據使用 big-endian 存儲，從標準 Unix 套接字（socket）層開始，一直到標準化網絡的二進制數據結構。此外，老式 Mac 計算機的 68000 系列 和 PowerPC（譯者注：IBM 與 Apple 公司聯合生產的我的臺式機）微處理器曾使用 big-endian。

舉個例子，用不一樣字節序存儲數字 0x12345678（即十進制中的 305 419 896）：

• little-endian：0x78 0x56 0x34 0x12
• big-endian：0x12 0x34 0x56 0x78
• mixed-endian（文物，很是罕見）：0x34 0x12 0x78 0x56

說明：本人理解的字節高位和低位是個方向問題，高位字節從左往右；低位字節從右往左。內存是從左往右，內地地址依次增長一，故文中高地址端指的後面。

Base64

Base64是一組類似的二進制到文本(binary-to-text)的編碼規則，使得二進制數據在解釋成radix-64的表現形式後可以用ASCII字符串的格式表示出來。   在JavaScript中，有2個函數分別用來處理解碼和編碼base64 字符串：

• atob() 解碼
• btoa() 編碼

let encodedData = window.btoa("Hello, world"); // SGVsbG8sIHdvcmxk
let decodedData = window.atob(encodedData); // "Hello, world")

複製代碼

原碼/反碼/補碼/整形/浮點數

• 原碼 直接將二進制按照正負數的形式翻譯成二進制就能夠。
• 反碼 將原碼的符號位不變，其餘位依次按位取反就能夠獲得了。
• 補碼 反碼+1就獲得補碼。
• 整型 以2進制本數的補碼存在的；
• 浮點數 32位（單精度float）：對於32位的浮點數，最高的1位是符號位s，接着的8位是指數E，剩下的23位爲有效數字M。 64位（雙精度float）：對於64位的浮點數，最高的1位是符號位S，接着的11位是指數E，剩下的52位爲有效數字M。

JS API

• ArrayBuffer 對象用來表示通用的、固定長度的原始二進制數據緩衝區。 ArrayBuffer 不能直接操做，而是要經過類型數組對象或 DataView 對象來操做，它們會將緩衝區中的數據表示爲特定的格式，並經過這些格式來讀寫緩衝區的內容。
• SharedArrayBuffer 對象用來表示一個通用的，固定長度的原始二進制數據緩衝區，相似於 ArrayBuffer 對象，它們均可以用來在共享內存（shared memory）上建立視圖。與 ArrayBuffer 不一樣的是，SharedArrayBuffer 不能被分離。
• Uint8Array 數組類型表示一個8位無符號整型數組，建立時內容被初始化爲0。建立完後，能夠以對象的方式或使用數組下標索引的方式引用數組中的元素。
• Uint8ClampedArray （8位無符號整型固定數組） 類型化數組表示一個由值固定在0-255區間的8位無符號整型組成的數組； 若是你指定一個在 [0,255] 區間外的值，它將被替換爲0或255；若是你指定一個非整數，那麼它將被設置爲最接近它的整數。（數組）內容被初始化爲0。一旦（數組）被建立，你可使用對象的方法引用數組裏的元素，或使用標準的數組索引語法（即便用方括號標記）。
• Uint16Array 數組類型表示一個16位無符號整型數組，建立時內容被初始化爲0。建立完後，能夠以對象的方式或使用數組下標索引的方式引用數組中的元素。
• Uint32Array 數組類型表示一個32位無符號整型數組，建立時內容被初始化爲0。建立完後，能夠以對象的方式或使用數組下標索引的方式引用數組中的元素。
• Int8Array 類型數組表示二進制補碼8位有符號整數的數組。內容初始化爲0。 一旦創建，你可使用對象的方法引用數組中的元素，或使用標準數組索引語法( 即，使用括號註釋)。
• Int16Array 類型數組表示二進制補碼16位有符號整數的數組。內容初始化爲0。 一旦創建，你可使用對象的方法引用數組中的元素，或使用標準數組索引語法( 即，使用括號註釋)。
• Int32Array 類型數組表示二進制補碼32位有符號整數的數組。內容初始化爲0。 一旦創建，你可使用對象的方法引用數組中的元素，或使用標準數組索引語法( 即，使用括號註釋)。
• Float32Array 類型數組表明的是平臺字節順序爲32位的浮點數型數組(對應於 C 浮點數據類型) 。 若是須要控制字節順序， 使用 DataView 替代。其內容初始化爲0。一旦創建起來，你可使用這個對象的方法對其元素進行操做，或者使用標準數組索引語法 (使用方括號)。
• Float64Array 類型數組表明的是平臺字節順序爲64位的浮點數型數組(對應於 C 浮點數據類型) 。 若是須要控制字節順序， 使用 DataView 替代。其內容初始化爲0。一旦創建起來，你可使用這個對象的方法對其元素進行操做，或者使用標準數組索引語法 (使用方括號)。
• DataView 視圖是一個能夠從 ArrayBuffer 對象中讀寫多種數值類型的底層接口，使用它時，不用考慮不一樣平臺的字節序問題。

Type	Value Range	Size in bytes	Description	Web IDL type	Equivalent C type
Int8Array	-128 to 127	1	8-bit two's complement signed integer	byte	int8_t
Uint8Array	0 to 255	1	8-bit unsigned integer	octet	uint8_t
Uint8ClampedArray	0 to 255	1	8-bit unsigned integer (clamped)	octet	uint8_t
Int16Array	-32768 to 32767	2	16-bit two's complement signed integer	short	int16_t
Uint16Array	0 to 65535	2	16-bit unsigned integer unsigned	short	uint16_t
Int32Array	-2147483648 to 2147483647	4	32-bit two's complement signed integer	long	int32_t
Uint32Array	0 to 4294967295	4	32-bit unsigned integer unsigned	long	uint32_t
Float32Array	1.2x10-38 to 3.4x1038	4	32-bit IEEE floating point number ( 7 significant digits e.g. 1.1234567) unrestricted	float	float
Float64Array	5.0x10-324 to 1.8x10308	8	64-bit IEEE floating point number (16 significant digits e.g. 1.123...15) unrestricted	double	double
BigInt64Array	-263 to 263-1	8	64-bit two's complement signed integer	bigint	int64_t (signed long long)
BigUint64Array	0 to 264-1	8	64-bit unsigned integer	bigint	uint64_t (unsigned long long)