python中base64编码

1. base64编码简介

用记事本打开exe、jpg、pdf这些文件时，我们都会看到一大堆乱码，因为二进制文件包含很多无法显示和打印的字符，所以，如果要让记事本这样的文本处理软件能处理二进制数据，就需要一个二进制到字符串的转换方法。Base64是一种最常见的二进制编码方法。

Base64是一种任意二进制到文本字符串的编码方法，常用于在URL、Cookie、网页中传输少量二进制数据。Base64是一种用64个字符来表示任意二进制数据的方法，原理很简单，首先，准备一个包含64个字符的数组['A', 'B', 'C', ... 'a', 'b', 'c', ... '0', '1', ... '+', '/'] ，然后，对二进制数据进行处理，每3个字节一组，一共是3x8=24bit，划为4组，每组正好6个bit，这样我们得到4个数字作为索引，然后查表，获得相应的4个字符，就是编码后的字符串。

每组6位->6位二进制取值范围为：000000-111111（0-63）正好可以取到64个字符

所以，Base64编码会把3字节的二进制数据编码为4字节的文本数据，长度增加33%，好处是编码后的文本数据可以在邮件正文、网页等直接显示。如果要编码的二进制数据不是3的倍数，最后会剩下1个或2个字节怎么办？Base64用\x00字节在末尾补足后，再在编码的末尾加上1个或2个=号，表示补了多少字节，解码的时候，会自动去掉。

2. python中使用base64

python中直接使用内置包base64即可，base64.b64encode base64.b64decode 分别是编码和解码

import base64
if __name__ == "__main__":
    bytes_str = b"i love beijing"
    # 编码
    # b'aSBsb3ZlIGJlaWppbmc='
    base64_string = base64.b64encode(bytes_str)
    print(base64_string)
    # 解码
    # b'i love beijing'
    source_str = base64.b64decode(base64_string)
    print(source_str)

由于标准的Base64编码后可能出现字符+ 和/，在URL中就不能直接作为参数，所以又有一种url safe 的base64编码，其实就是把字符+和/分别变成-和_

bytes_str = b"i love tiananmen"
# 编码
base64_string = base64.urlsafe_b64encode(bytes_str)
print(base64_string)
# 解码
source_str = base64.urlsafe_b64decode(base64_string)
print(source_str)

注意：无论是哪种编码方式，输入到base64中的参数都是字节的形式，因此上方中参数byte_str前有个b

3. 应用

将图片(视频)编码成字符串
如下代码，将一张图片编码成字符串，后面我们可以将图片直接以字符串的形式保存到文件中，方便读取，因为有些情况下存取字符串会比直接保存图片方便，比如先把图片存放到数据库中

if __name__ == "__main__":
    import requests
    from PIL import Image
    from io import BytesIO
    import base64

    response = requests.get('https://ts1.cn.mm.bing.net/th/id/R-C.fd4056c8c00979ab8561f8db8219c2ae?rik=JPk67EIYaKIS3A&riu=http%3a%2f%2fimg.mm4000.com%2ffile%2fa%2fa2%2f869bd2bd6a.jpg&ehk=2z%2bPuRHJOYtkm9ICs8fPs0EJbE96jJX2E8QyrVP5kyQ%3d&risl=&pid=ImgRaw&r=0')
    if response.status_code != 200:
        raise ValueError("request Error!")
    # 将请求结果存入io中, 使用PIL以io的方式打开图片
    img = BytesIO(response.content)
    pict = Image.open(img)
    # 改变图像大小,也可是其他操作
    pict = pict.resize((100, 100), Image.ANTIALIAS)
    # 将图片存入io中, PIL格式的图片变成byte格式
    img_buff = BytesIO()
    pict.save(img_buff, "jpeg")
    # 使用base64把byte对象编码成字符串
    img_str = base64.urlsafe_b64encode(img_buff.getvalue())
    print("image string:", img_str.decode("utf-8"))
    img.close()

    # 将字符串解码成图片
    bytes_image = base64.urlsafe_b64decode(img_str)
    image_buff = BytesIO(bytes_image)
    image = Image.open(image_buff)
    image.show()

结果如下：