关于自定义Base64编解码的实现
什么是Base64
Base64编码是将字符串以每3个8比特(bit)的字节子序列拆分成4个6比特(bit)的字节(6比特有效字节,最左边两个永远为0,其实也是8比特的字节)子序列,再将得到的子序列查找Base64的编码索引表,得到对应的字符拼接成新的字符串的一种编码方式。
每个3位8比特数据拆分成4个6比特数据过程如下图所示:
注意事项
Base64编码后的数据大小必须是4的倍数,当转换后的数据大小不是4的倍数时可以用‘=’号或者其他符号代替。
代码实现
以下是我自定义的Base64编解码实现规则
编码部分
// 以3个字节为一组
int data_len = src.length() / 3;
// std::cout << src.length() << std::endl;
// src的余数数据
int data_add = src.length() % 3;
int temp = 0;
int tmp = 0;
int n = 0;
while (temp < data_len)
{
encodeData[n++] = base64_table[src[tmp] >> 2];
encodeData[n++] = base64_table[(src[tmp] & 0x3) << 4 | src[tmp + 1] >> 4];
encodeData[n++] = base64_table[(src[tmp + 1] & 0x0f) << 2 | src[tmp + 2] >> 6];
encodeData[n++] = base64_table[src[tmp + 2] & 0x3f];
tmp += 3;
temp++;
}
// 余数为1,需要补齐2个=
if (data_add == 1)
{
encodeData[n++] = base64_table[src[tmp] >> 2];
encodeData[n++] = base64_table[(src[tmp] & 0x3) << 4];
encodeData[n++] = '=';
encodeData[n++] = '=';
encodeData[n] = '\0';
}
// 余数为2,需要补齐1个=
else if (data_add == 2)
{
encodeData[n++] = base64_table[src[tmp] >> 2];
encodeData[n++] = base64_table[(src[tmp] & 0x3) << 4 | src[tmp + 1] >> 4];
encodeData[n++] = base64_table[(src[tmp + 1] & 0xf) << 2];
encodeData[n++] = '=';
encodeData[n] = '\0';
}
else
{
encodeData[n] = '\0';
}
return std::string(encodeData);
}
解码部分
std::string decode(std::string &src)
{
// 自定义base64解码表,以ASCII码值顺序存储,对应base64编码表
const char decode_base64_table[] = {“自定义128位base64解码规则,以1128位ASCII码的顺序存储base64编码表中对应字符的位置”};
int inputLen = src.length();
// 计算解码后的数据长度
int outputLen = inputLen / 4 * 3;
unsigned buf = 0;
unsigned bufSize = 0;
if (inputLen % 4 == 0)
{
if (src[inputLen - 1] == '=')
outputLen--;
if (src[inputLen - 2] == '=')
outputLen--;
}
else
{
switch (inputLen % 4)
{
case 1:
throw std::invalid_argument("invalid input-1");
return nullptr;
case 2:
outputLen++;
break;
case 3:
outputLen += 2;
break;
}
}
std::string output(outputLen, '\0');
int i = 0;
for (uint8_t c : src)
{
if (c > 127 || c == '=')
break;
uint8_t sextet = decode_base64_table[c];
if (sextet == 64)
{
throw std::invalid_argument("invalid base64 input-2");
return nullptr;
}
buf = (buf << 6) + sextet;
bufSize += 6;
if (bufSize >= 8)
{
output[i++] = (buf >> (bufSize - 8));
bufSize -= 8;
}
}
return output;
}