Base64编码C语言实现

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Base64编码C语言实现

Base64是一种基于64个可打印字符来表示二进制数据的表示方法。由于{displaystyle log _{2}64=6}{displaystyle log _{2}64=6},所以每6个比特为一个单元,对应某个可打印字符。3个字节相当于24个比特,对应于4个Base64单元,即3个字节可由4个可打印字符来表示。它可用来作为电子邮件的传输编码

编码

一开始先要算一下一共多少位,比如对 qwer 进行编码

按照每 3 字节可以转为 4 个的规则,len(qwer) mod 3 = 1 也就是说多出来 1 字节,那我们要补充 2 字节进去才能凑够 3 字节


放在 C 语言里可以这么写,其中 src 是待编码的数据

char table[65]="ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/";
//定义的字典,根据这个找具体在哪里
fill_bit=((3-strlen(src)%3)%3);
for(int k=0;k<fill_bit;k++){
    src[data_length+k]='0';
}

然后就到了编码部分了,在此之前还要先介绍一下位操作

每个字节有 8 bit,比如 q 就是 01110001,按位与操作 & 做的就是相同为 1 不同为 0

那 q 与 3 进行与运算就是:

01110001 & 0011 = 1


左移、右移的概念在这里就是把它直接移动就好了,比如 q 右移 2 位:就是 01110001 的后两位给移动出去,只剩下前 6 位 011100,然后前面补两个 0

int j=0;
for(int i=0;i<data_length;i+=3){
    index=src[i]>>2;
    result[j++]=table[index];
    index=((src[i]&3)<<4)+(src[i+1]>>4);
    result[j++]=table[index];
    index=((src[i+1]&15)<<2)+(src[i+2]>>6);
    result[j++]=table[index];
    index=(src[i+2]&63);
    result[j++]=table[index];
    //<< >> 运算符的优先级低于+ -,注意加括号
}


index=src[i]>>2 是把第一个 'q' 向右移了 2 位,也就是取前 6 个 bit,得到了 011100 也就是 28

result[j++]=table[index] 然后在字典中找第几位,作为结果,在字典中第 28 个是 c,所以就有了编码后的第一个字符 'c'


src[i]&3 作用是取第一个 'q' 的后两位,然后 (src[i]&3)<<4 左移4位,再加第二个 'w' src[i+1]>>4 右移 4 位得到的前 4 位,一共 6 bit


src[i+1]&15 是取第二个 'w' 后四位(15 是 1111),左移 2 位,然后加上第三个 'e' 右移 6 位 src[i+2]>>6 得到的前 2 位,一共 6 bit


最后再直接取第三个 'e' 的后 6 位 src[i+2]&63(63 是 111111)


这样一个循环就结束了,把三个变成了四个

下一个循环中前面补充的两个 0,在这是:

011100 100000 000000 000000


然后把 '0' 字符替换为 '='

result_length=strlen(result);
for(int k=0;k<fill_bit;k++){
    result[result_length-1-k]=padding_char; 
}
cXdlcg==

解码

int findchr(char *array,char ch){
    for(int i=0;i<strlen(array);i++){
        if(array[i]==ch){
            return i;
        }
    }
    return 0;
}

对于前面编码的每一个字符,都要从 table 表里面去找对应的字符,比如 'A' 应该是 0

for(int i=0;i<base_len;i++){
    if(src[i]==padding_char)
        src[i]='A';
}
for(int i=0;i<base_len;i+=4){
    result[j++]=(findchr(table,src[i])<<2)+((findchr(table,src[i+1])& 0xF0)>>4);
    result[j++]=((findchr(table,src[i+1])& 0x0F)<<4)+((findchr(table,src[i+2])& 0x3C)>>2);
    result[j++]=((findchr(table,src[i+2])& 0x03)<<6)+(findchr(table,src[i+3]));
}

首先可以把前面的 = 换成 A(因为不存在末尾是 A 的那种 base64 编码值,因为这样的话应该本来后 6 位为 0,在 ascii 表中是没有的)


然后按照从表里面找出来的位置进行位操作,这里拿前面编码后的 cXdlcg== 来举例子


比如 'c' 在表中是第 28 位,00011100,向左移动 2 位,那他就是 01110000,再加上表中 'X'(23 也就是 00010111),向右移动 4 位得到 00000001,两者相加得到 01110001 即 113 也就是 'q'


剩下的也一样:

01110000 + 00000111 = 01110111 = 119 = 'w'
01000000 + 00100101 = 01100101 = 101 = 'e'


到这里,一轮就结束了,用了 src[0]、src[1]、src[2]、src[3],解码出来 qwe

接下来 src[4] 到了 'c',00100011

01110000 + 00000010 = 01110010 = 114 = 'r'
00000000 + 00000000 = 00000000 = null
00000000 + 00000000 = 00000000 = null


解码结束


C 语言文件:

https://pan.baidu.com/s/1mBQA9dT48Y1ZgnBUOui5lg

提取码: g79b

ps.源码是很久之前保存的,忘了是在哪里找的了,又搜了一下估计是来自这里:

https://eqqie.cn/index.php/laji_note/785/

本文始发于微信公众号(陈冠男的游戏人生):Base64编码C语言实现

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