简介
BASE64是目前最常见的编码算法，用于将二进制数据表示为可打印字符串，具体的转换方式由一个64个字符组成的查找表决定，但都是将三个字节（24bit）转换为4个字符（base64中一个字符可以表示6bit的状态，所以也是24bit）
特征
base64主要的特征一个是输出的结果是大量乱七八糟的可打印字符串，事实上如果看到大量乱七八糟的字符串都可以怀疑是base系列，因为如果是其他加密算法基本上不会输出为可打印字符串
另一个特征就是base64算法会带一个64个字符组成的查找表
实现
主要是实现3个8bit对6个4bit的映射，编解码都差不多，下面三张wikipedia的图很好的解释了映射逻辑
如果输入不是3的倍数就对缺的部分补padding，默认标准是补”=”
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| string encode(string input)
{
string res = "";
for (size_t i = 0; i < input.size(); i += 3)
{
uint32_t tmp = 0;
int pad = 3;
for (size_t j = i; j < i + 3; j++)
{
if (j < input.size())
{
tmp = (tmp << 8) | input[j];
pad--;
}
else
tmp <<= 8;
}
for (int j = 0; j < 4 - pad; j++)
{
uint32_t mask = (1 << 6) - 1;
res += base64Table[(tmp >> (6 * (3 - j))) & mask];
}
while (pad--)
res += paddingCode;
}
return res;
}
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解码
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| string decode(string input) {
string res = "";
for (size_t i = 0; i < input.size(); i += 4) {
uint32_t tmp = 0;
int validChars = 0;
for (size_t j = i; j < i + 4 && j < input.size() && input[j] != paddingCode;
j++) {
tmp = (tmp << 6) | find(base64Table, input[j]);
validChars++;
}
if (validChars >= 2) {
int shiftBits = (4 - validChars) * 6;
tmp <<= shiftBits;
res += (char)((tmp >> 16) & 0xFF);
if (validChars >= 3)
res += (char)((tmp >> 8) & 0xFF);
if (validChars >= 4)
res += (char)(tmp & 0xFF);
}
}
return res;
}
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完整代码
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| #include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
string base64Table = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/";
char paddingCode = '=';
char find(string &table, char ch)
{
for (size_t i = 0; i < table.size(); i++)
{
if (table[i] == ch)
return (char)i;
}
return -1;
}
string encode(string input)
{
string res = "";
for (size_t i = 0; i < input.size(); i += 3)
{
uint32_t tmp = 0;
int pad = 3;
for (size_t j = i; j < i + 3; j++)
{
if (j < input.size())
{
tmp = (tmp << 8) | input[j];
pad--;
}
else
tmp <<= 8;
}
for (int j = 0; j < 4 - pad; j++)
{
uint32_t mask = (1 << 6) - 1;
res += base64Table[(tmp >> (6 * (3 - j))) & mask];
}
while (pad--)
res += paddingCode;
}
return res;
}
string decode(string input) {
string res = "";
for (size_t i = 0; i < input.size(); i += 4) {
uint32_t tmp = 0;
int validChars = 0;
for (size_t j = i; j < i + 4 && j < input.size() && input[j] != paddingCode;
j++) {
tmp = (tmp << 6) | find(base64Table, input[j]);
validChars++;
}
if (validChars >= 2) {
int shiftBits = (4 - validChars) * 6;
tmp <<= shiftBits;
res += (char)((tmp >> 16) & 0xFF);
if (validChars >= 3)
res += (char)((tmp >> 8) & 0xFF);
if (validChars >= 4)
res += (char)(tmp & 0xFF);
}
}
return res;
}
int main()
{
string inputCode;
getline(cin, inputCode);
cout << encode(inputCode) << "\n";
cout << decode(encode(inputCode));
return 0;
}
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reference
wikipedia-base64