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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