base64编码与解码 C++

1. 编码

Base64是一种用64个字符来表示任意二进制数据的编码方式。编码过程就是将二进制数据转换为可打印的ASCII字符集中的字符。

编码的过程如下：

- 将传入的数据按照每3个字节一组进行划分。
- 对于每一组，将其转换为4个6位的数字，即24位。
- 将这4个数字转换为4个ASCII字符，即每个字符6位，不足6位的在后面补0。
- 如果原数据的长度不是3的倍数，则在末尾补0，然后用“=”字符表示补了几个0。

C语言中可以使用标准库中的函数实现Base64编码，具体实现如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <ctype.h>

const char *base64_table = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/";

char *base64_encode(const unsigned char *data, size_t input_length, size_t *output_length) {
*output_length = 4 * ((input_length + 2) / 3);
char *encoded_data = malloc(*output_length + 1);
if (encoded_data == NULL) return NULL;

for (size_t i = 0, j = 0; i < input_length;) {
uint32_t octet_a = i < input_length ? data[i++] : 0;
uint32_t octet_b = i < input_length ? data[i++] : 0;
uint32_t octet_c = i < input_length ? data[i++] : 0;

uint32_t triple = (octet_a << 0x10) + (octet_b << 0x08) + octet_c;

encoded_data[j++] = base64_table[(triple >> 3 * 6) & 0x3F];
encoded_data[j++] = base64_table[(triple >> 2 * 6) & 0x3F];
encoded_data[j++] = base64_table[(triple >> 1 * 6) & 0x3F];
encoded_data[j++] = base64_table[(triple >> 0 * 6) & 0x3F];
}

for (size_t i = 0; i < (*output_length % 4); i++) encoded_data[*output_length - 1 - i] = '=';
encoded_data[*output_length] = '\0';

return encoded_data;
}

2. 解码

Base64的解码过程就是将Base64编码的字符串转换为二进制数据。

解码的过程如下：

- 将传入的字符串中的“=”字符去掉，将字符串长度调整为4的整数倍。
- 对于每4个字符，将其转换为3个6位的数字，即18位。
- 将这3个数字转换为3个字节的二进制数据。
- 如果编码的数据末尾有1或2个“=”字符，则表示解码后的数据末尾有1或2个字节为0。

C语言中可以使用标准库中的函数实现Base64解码，具体实现如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <ctype.h>

const char *base64_table = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/";

int base64_decode_char(char c) {
if (isupper(c)) return c - 'A';
if (islower(c)) return c - 'a' + 26;
if (isdigit(c)) return c - '0' + 52;
if (c == '+') return 62;
if (c == '/') return 63;
return -1;
}

unsigned char *base64_decode(const char *data, size_t input_length, size_t *output_length) {
if (input_length % 4 != 0) return NULL;

*output_length = input_length / 4 * 3;
if (data[input_length - 1] == '=') (*output_length)--;
if (data[input_length - 2] == '=') (*output_length)--;

unsigned char *decoded_data = malloc(*output_length);
if (decoded_data == NULL) return NULL;

for (size_t i = 0, j = 0; i < input_length;) {
uint32_t sextet_a = base64_decode_char(data[i++]);
uint32_t sextet_b = base64_decode_char(data[i++]);
uint32_t sextet_c = base64_decode_char(data[i++]);
uint32_t sextet_d = base64_decode_char(data[i++]);

uint32_t triple = (sextet_a << 3 * 6) + (sextet_b << 2 * 6) + (sextet_c << 1 * 6) + (sextet_d << 0 * 6);

if (j < *output_length) decoded_data[j++] = (triple >> 2 * 8) & 0xFF;
if (j < *output_length) decoded_data[j++] = (triple >> 1 * 8) & 0xFF;
if (j < *output_length) decoded_data[j++] = (triple >> 0 * 8) & 0xFF;
}

return decoded_data;
}

以上就是Base64编码和解码的C语言实现。使用时只需要调用相应的函数即可。