Base64是网络上最常见的用于传输8Bit字节码的编码方式之一,Base64就是一种基于64个可打印字符来表示二进制数据的方法。
可用于网络传输二进制数据(图片,文件...),将二进制转为Base64编码后,可以写入XML,将XML传输到Server端,再进行Base64解码,得到二进制数据。(二进制不能直接写入XML,Base64字符才可以。)
Base64适用于小段内容的编码,比如数字证书签名、Cookie的内容等。
标准的Base64并不适合直接放在URL里传输,因为URL编码器会把标准Base64中的“/”和“+”字符变为形如“%XX”的形式,而这些“%”号在存入数据库时还需要再进行转换,因为ANSI SQL中已将“%”号用作通配符。为解决此问题,可采用一种用于URL的改进Base64编码,它在末尾填充'='号,并将标准Base64中的“+”和“/”分别改成了“-”和“_”。

Base64要求把每三个8Bit的字节转换为四个6Bit的字节(3*8 = 4*6 = 24),然后把6Bit再添两位高位0,组成四个8Bit的字节,也就是说,转换后的字符串理论上将要比原来的长1/3。
关于编码的规则:
①.把3个字节变成4个字节。
② 每76个字符加一个换行符。(可选,编码解码一致即可)
③.最后的结束符也要处理。(若字节数是3的倍数正好,若字节数 n%3=1, 在结尾补“==”,n%3=2时,在结尾补“=”)

例子1

转换前 11111111, 11111111, 11111111 (二进制)
转换后 00111111, 00111111, 00111111, 00111111 (二进制)
上面的三个字节是原文,下面的四个字节是转换后的Base64编码,其前两位均为0。
转换后,我们用一个码表来得到我们想要的字符串(也就是最终的Base64编码),这个表是这样的:(十进制  <-->  字符)
索引
对应字符
索引
对应字符
索引
对应字符
索引
对应字符
0
A
17
R
34
i
51
z
1
B
18
S
35
j
52
0
2
C
19
T
36
k
53
1
3
D
20
U
37
l
54
2
4
E
21
V
38
m
55
3
5
F
22
W
39
n
56
4
6
G
23
X
40
o
57
5
7
H
24
Y
41
p
58
6
8
I
25
Z
42
q
59
7
9
J
26
a
43
r
60
8
10
K
27
b
44
s
61
9
11
L
28
c
45
t
62
+
12
M
29
d
46
u
63
/
13
N
30
e
47
v
   
14
O
31
f
48
w
   
15
P
32
g
49
x
   
16
Q
33
h
50
y
   

例子2

转换前                         10101101,10111010,01110110
转换后                         00101011, 00011011 ,00101001 ,00110110
十进制                               43            27             41               54
对应码表中的值                   r              b                p                 2
所以上面的24位编码,编码后的Base64值为 rbp2
解码同理,把 rbq2 的二进制位连接上再重组得到三个8位值,得出原码。

//用更接近于编程的思维来说,编码的过程是这样的:
//第一个字符通过右移2位获得第一个目标字符的Base64表位置,根据这个数值取到表上相应的字符,就是第一个目标字符。
//然后将第一个字符与0x03(00000011)进行与(&)操作并左移4位,接着第二个字符右移4位,两者相或(|),或者相加,即获得第二个目标字符。
//再将第二个字符与0x0f(00001111)进行与(&)操作并左移2位,接着第三个字符右移6位,两者相或(|),或者相加,即获得第三个目标字符。
//最后将第三个字符与0x3f(00111111)进行与(&)操作,即获得第四个目标字符。//在以上的每一个步骤之后,再把结果与 0x3F 进行 AND 位操作,就可以得到编码后的字符了。

C++代码实现

特别注意,按位左移和右移,必须是 unsigned char 。可以定义   typedef unsigned char BYTE;

const char* Base64 = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxwz0123456789+/";
std::string Base64encode(const unsigned char* buf, unsigned int size)
{std::string sBase64;unsigned int i;for (i = 0; i < size/3*3; i += 3){sBase64 += Base64[buf[i] >> 2];sBase64 += Base64[(buf[i]<<4 | buf[i+1]>>4) & 0x3f];sBase64 += Base64[(buf[i+1]<<2 | buf[i+2]>>6) & 0x3f];sBase64 += Base64[buf[i+2] & 0x3f];}if (size % 3 == 1){sBase64 += Base64[buf[i] >> 2];sBase64 += Base64[buf[i]<<4 & 0x3f];sBase64 += '=';sBase64 += '=';}else if (size % 3 == 2){sBase64 += Base64[buf[i] >> 2];sBase64 += Base64[(buf[i]<<4 | buf[i+1]>>4) & 0x3f];sBase64 += Base64[buf[i+1]<<2 & 0x3f];sBase64 += '=';}return sBase64;
}
std::string Base64decode(std::string sBase64)
{std::string sRet;unsigned int nLen = sBase64.size();//nLen一定是4的倍数unsigned char* a = new unsigned char[nLen];int count = 0; // the number of '='.for (unsigned i = 0; i < nLen; ++i){if (sBase64[i] >= 'A' && sBase64[i] <= 'Z')a[i] = sBase64[i] - 'A';else if (sBase64[i] >= 'a' && sBase64[i] <= 'z')a[i] = sBase64[i] - 'a' + 26;else if (sBase64[i] >= '0' && sBase64[i] <= '9')a[i] = sBase64[i] - '0' + 52;else if ('+' == sBase64[i])a[i] = 62;else if ('/' == sBase64[i])a[i] = 63;else if ('=' == sBase64[i]){a[i] = 0;count++;}}sRet.resize(nLen/4*3);unsigned j = 0;for (unsigned i = 0; i < nLen; i += 4){sRet[j++] = a[i]<<2 | a[i+1]>>4;sRet[j++] = a[i+1]<<4 | a[i+2]>>2;sRet[j++] = a[i+2]<<6 | a[i+3];}delete[] a;assert(j == nLen / 4 * 3);if (count)sRet.resize(sRet.size() - count);return sRet;
}int main() {//std::string s("i\xb7\x1d\xfb\xef\xffi");//-> abcd++//aQ==//std::string s("\x00\x3f\xbf\xd7m",5);//-> AD+/120=std::string s("abcde"); // -> YWJjZGU=std::string r = Base64encode((const unsigned char*)s.c_str(), s.size());std::string sRet = Base64decode(r);return 0;
}

方法2:

std::string Base64encode(const unsigned char* buf, unsigned int size)
{//方法二typedef   unsigned char       BYTE;std::string sBase64;std::basic_string<BYTE> s(buf, buf+size);unsigned count = 0;//不足3的倍数,补 \0 的个数,即编码后“=”个数。if (size % 3 == 1){s.push_back('\0');s.push_back('\0');count = 2;}else if (size % 3 == 2){s.push_back('\0');count = 1;}sBase64.resize((size+count)/3*4);//sBase64的大小一定是4的倍数。unsigned j = 0;for (unsigned i = 0; i < s.size(); i += 3){sBase64[j++] = Base64[s[i] >> 2];sBase64[j++] = Base64[(s[i]<<4 | s[i+1]>>4) & 0x3f];sBase64[j++] = Base64[(s[i+1]<<2 | s[i+2]>>6) & 0x3f];sBase64[j++] = Base64[s[i+2] & 0x3f];}while (count--)//此时 j = (size+count)/3*4sBase64[--j] = '=';return sBase64;
}

转载于:https://www.cnblogs.com/htj10/p/11508381.html

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