前端文件数据格式那些事儿-前端获取excel文件数据

前言

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在 Web 开发中，当我们处理文件时(创建，上传，下载)，经常会遇到二进制数据。另一个典型的应用场景是图像处理。

在 JavaScript 中有很多种二进制数据格式，比如ArrayBuffer，Uint8Array，DataView，Blob，File 等等，不过 JavaScript 中的二进制数据是以非标准方式实现的。

下面我们来了解下这些数据格式及相互转换。

本文涉及到File,Blob,TypedArray,data url(Base64),blob url等等。

File

首先，我们还是拿前文的例子来看，显示用户选择的图片。

我们创建一个页面。提供选择图片功能。

<!DOCTYPE html> 
<html> 
    <head> 
        <title>test</title> 
    </head> 
 
    <body> 
        <input type="file" id="fileInput" name="选择图片"/> 
        <div class="wrap-image"> 
            <canvas id="canvas"></canvas> 
        </div> 
        <script type="text/javascript"> 
 
        </script> 
    </body> 
</html>

选择图片后，需要将图片显示到canvas中，我们在上面的script标签中加入下面的代码：

const fileInput = document.getElementById('fileInput') 
const canvas = document.getElementById('canvas') 
fileInput.addEventListener('change', (e) => { 
    let img = new Image 
    const file = e.target.files[0] 
    img.src = URL.createObjectURL(file) 
    img.onload = () => { 
        canvas.width = img.width 
        canvas.height = img.height 
        const context = canvas.getContext('2d') 
        context.drawImage(img, 0, 0) 
    } 
}, false)

选择一张图片后，change事件中获取到选择的文件e.target.files[0]：

File 对象是特殊类型的 Blob，可以用在任意的 Blob 类型的 context 中。

比如 FileReader, URL.createObjectURL(), createImageBitmap(), 及 XMLHttpRequest.send() 都能处理 Blob 和 File。

File 接口也继承了 Blob 接口的属性。上图的Prototype展开可以看到继承自Blob:

上面是最常见的file获取方式————从<input type="file">中获取。

new File(fileParts, fileName, [options])

fileParts —— Blob/BufferSource/String 类型值的数组
fileName —— 文件名字符串
options —— 可选对象

FileReader

FileReader 的用途是从 Blob(因此也从 File)对象中读取数据。

它使用事件来传递数据，因为从磁盘读取数据可能比较费时间。

可以读取为3种格式：

比如将 Blob 读取为 base64：

const reader = new FileReader() 
reader.readAsDataURL(file) // 将 Blob 读取为 base64

使用时选择哪一种，要看如何使用数据。

读取过程中有下列事件：

1、loadstart: 开始加载

2、progress: 在读取过程中出现

3、load: 读取完成，没有 error

4、abort: 调用了 abort()取消操作

5、error: 出现 error

6、loadend: 读取完成，无论成功还是失败

使用最广泛的是load和error，比如下面的例子：

<input type="file" onchange="readFile(this)"> 
 
<script> 
const readFile = (input) => { 
  const file = input.files[0] 
  const reader = new FileReader() 
  reader.readAsText(file) 
  reader.onload = () => { 
    console.log(reader.result) // 结果 
  } 
 
  reader.onerror = () => { 
    console.log(reader.error) // error 
  } 
} 
</script>

不过大多数情况下，我们不需要读取Blob，通过网络发送一个File很容易，像 XMLHttpRequest 或 fetch 等 API 本身就接受 File 对象。或者用URL.createObjectURL(file) 创建一个短的 url，并将其赋给或。这样，文件便可以下载文件或者将其呈现为图像，作为 canvas 等的一部分。

Blob

用URL.createObjectURL创建了一个url：

img.src = URL.createObjectURL(file)

这里，URL.createObjectURL 取一个 Blob，并为其创建一个唯一的 URL，形式为 blob:/。

本例中创建的url如下：

blob:null/a05be8a9-78b4-4470-bdfe-5fca427781c2

浏览器内部为每个通过 URL.createObjectURL 生成的URL存储了一个 URL → Blob 映射。可以通过URL访问 Blob。

但 Blob 本身只保存在内存中的。浏览器无法释放它。

关闭页面时会自动释放内存中的Blob，也可以手动释放，通过URL.revokeObjectURL(url) 从内部映射中移除引用，Blob 被删除，并释放内存。

映射被删除后该 URL 也就不再起作用了，也就无法通过URL再访问Blob。

现在，我们了解了Blob作为URL的应用，那Blob到底是什么呢?

Blob 由一个可选的字符串 type(通常是 MIME 类型)和 blobParts 组成，blobParts是一系列其他 Blob 对象，字符串和 BufferSource。

我们可以通过构造函数创建一个Blob：

new Blob(blobParts, options)

blobParts是 Blob/BufferSource/String 类型的值的数组
options 可选对象：

type： Blob 类型，通常是 MIME 类型，例如 image/png

endings：是否转换换行符，使 Blob 对应于当前操作系统的换行符(\r\n 或 \n)。默认为 “transparent”(啥也不做)，不过也可以是 “native”(转换)

比如从字符串创建 Blob：

// 注意：第一个参数必须是一个数组 [...] 
const blob = new Blob(['<html>…</html>'], {type: 'text/html'})

图片 to Blob

图像操作是通过canvas来实现的：

1、使用 canvas.drawImage 在 canvas 上绘制图像(绘制后可以做一些图像处理，比如旋转、裁剪等等);

2、调用 canvas 的 toBlob(callback, format, quality)方法创建一个 Blob。

比如，在上面的context.drawImage(img, 0, 0);后，我们把canvas转成Blob:

canvas.toBlob((blob) => { 
  console.log('blob', blob) 
}, 'image/png')

或者，更喜欢同步的写法：

img.onload = async () => { 
  ... 
  context.drawImage(img, 0, 0) 
  const blob = await new Promise(resolve => canvas.toBlob(resolve, 'image/png')) 
  console.log('blob', blob) 
}

Blob to Base64

URL.createObjectURL 的一个替代方法是，将 Blob 转换为 base64。

base64编码将二进制数据表示为一个由 0 到 64 的 ASCII 码组成的字符串，非常安全且可读。

我们可以在 data-url 中使用base64编码，data-url就像下面这样：

data:[<mediatype>][;base64],<data>

我们可以像常规url一样使用data-url 。

比如一张支持alpha透明度的webp的图片:

<img src="data:image/webp;base64,UklGRkoAAABXRUJQVlA4WAoAAAAQAAAAAAAAAAAAQUxQSAwAAAARBxAR/Q9ERP8DAABWUDggGAAAABQBAJ0BKgEAAQAAAP4AAA3AAP7mtQAAAA==">

我们可以用 FileReader 将 Blob 转换为 base64:

// img.src = URL.createObjectURL(file) 
const reader = new FileReader() 
reader.readAsDataURL(file) // 将 Blob 转换为 base64 并调用 onload 
 
reader.onload = () => { 
  img.src = reader.result 
}

现在我们可以从Blob创建2种url，一种是blob url，一种是data url，下面我们对比下这2种方式：

所以要使用哪种url，需要具体情况再分析。

ArrayBuffer

基本的二进制对象 ArrayBuffer是对固定长度的连续内存空间的引用，是一个内存区域，一个原始的二进制数据。

我们可以这样创建一个长度为 16 的 buffer：

let buffer = new ArrayBuffer(16); // 创建一个长度为 16 的 buffer

注意：ArrayBuffer 和 Array 没有任何关系

我们可以通过 FileReader 的 readAsArrayBuffer 读取 Blob 的二进制数据：

const reader = new FileReader() 
reader.readAsArrayBuffer(file) 
reader.onload = () => { 
    const buffer = reader.result 
}

或者用Blob的arrayBuffer方法：

const buffer = await file.arrayBuffer()

上面我们看到了Int8Array、Uint8Array、Int16Array，它们的通用术语是TypedArray，此外，还有其他的TypedArray。

总结

现在回顾一下：

1、<input type="file">是最常见的File获取方式;

2、File对象是特殊类型的 Blob;

3、Blob可以生成blob url;

4、FileReader可以读取Blob为3种格式，二进制格式的 ArrayBuffer，给定编码的字符串，base64编码的 data url;

5、blob url和data url都可以作为url使用;

6、Blob对象的arrayBuffer方法可以读取Blob的ArrayBuffer;

7、canvas.toBlob(callback, format, quality)可以把canvas读取为Blob;

下图可以很直观的看到它们之间的相关转换关系：