C语言base64编解码

– * icesongqiang*

base64码简介

百度词条

Base64是网络上最常见的用于传输8Bit字节代码的编码方式之一，大家可以查看RFC2045～RFC2049，上面有MIME的详细规范。Base64编码可用于在HTTP环境下传递较长的标识信息。例如，在Java Persistence系统Hibernate中，就采用了Base64来将一个较长的唯一标识符（一般为128-bit的UUID）编码为一个字符串，用作HTTP表单和HTTP GET URL中的参数。在其他应用程序中，也常常需要把二进制数据编码为适合放在URL（包括隐藏表单域）中的形式。此时，采用Base64编码具有不可读性，即所编码的数据不会被人用肉眼所直接看到。

一般规则

 0. 源数据都是8位位宽的数据；
 1. 相当于分组码，将源数据分为3个一组，每一组共24bits，采用每6位对应一个编码码字，那么3*8bits = 4*6its, 将3个数据映射成4个数据，由于编码的码字都是6位长度，换位10进制就是0-63，总共有64中可能性，这也是base64名字的来历；
 2. 6bits对应10进制数对应的码字如最后的表；

C代码

编码

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

// 全局常量定义
const char * base64char = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/";
const char padding_char = '=';

/*编码代码 * const unsigned char * sourcedata， 源数组 * char * base64 ，码字保存 */
int base64_encode(const unsigned char * sourcedata, char * base64)
{
    int i=0, j=0;
    unsigned char trans_index=0;    // 索引是8位，但是高两位都为0
    const int datalength = strlen((const char*)sourcedata);
    for (; i < datalength; i += 3){
        // 每三个一组，进行编码
        // 要编码的数字的第一个
        trans_index = ((sourcedata[i] >> 2) & 0x3f);
        base64[j++] = base64char[(int)trans_index];
        // 第二个
        trans_index = ((sourcedata[i] << 4) & 0x30);
        if (i + 1 < datalength){
            trans_index |= ((sourcedata[i + 1] >> 4) & 0x0f);
            base64[j++] = base64char[(int)trans_index];
        }else{
            base64[j++] = base64char[(int)trans_index];

            base64[j++] = padding_char;

            base64[j++] = padding_char;

            break;   // 超出总长度，可以直接break
        }
        // 第三个
        trans_index = ((sourcedata[i + 1] << 2) & 0x3c);
        if (i + 2 < datalength){ // 有的话需要编码2个
            trans_index |= ((sourcedata[i + 2] >> 6) & 0x03);
            base64[j++] = base64char[(int)trans_index];

            trans_index = sourcedata[i + 2] & 0x3f;
            base64[j++] = base64char[(int)trans_index];
        }
        else{
            base64[j++] = base64char[(int)trans_index];

            base64[j++] = padding_char;

            break;
        }
    }

    base64[j] = '\0'; 

    return 0;
}

解码

包括两个函数：

/** 在字符串中查询特定字符位置索引 * const char *str ，字符串 * char c，要查找的字符 */
inline int num_strchr(const char *str, char c) // 
{
    const char *pindex = strchr(str, c);
    if (NULL == pindex){
        return -1;
    }
    return pindex - str;
}
/* 解码 * const char * base64 码字 * unsigned char * dedata， 解码恢复的数据 */
int base64_decode(const char * base64, unsigned char * dedata)
{
    int i = 0, j=0;
    int trans[4] = {0,0,0,0};
    for (;base64[i]!='\0';i+=4){
        // 每四个一组，译码成三个字符
        trans[0] = num_strchr(base64char, base64[i]);
        trans[1] = num_strchr(base64char, base64[i+1]);
        // 1/3
        dedata[j++] = ((trans[0] << 2) & 0xfc) | ((trans[1]>>4) & 0x03);

        if (base64[i+2] == '='){
            continue;
        }
        else{
            trans[2] = num_strchr(base64char, base64[i + 2]);
        }
        // 2/3
        dedata[j++] = ((trans[1] << 4) & 0xf0) | ((trans[2] >> 2) & 0x0f);

        if (base64[i + 3] == '='){
            continue;
        }
        else{
            trans[3] = num_strchr(base64char, base64[i + 3]);
        }

        // 3/3
        dedata[j++] = ((trans[2] << 6) & 0xc0) | (trans[3] & 0x3f);
    }

    dedata[j] = '\0';

    return 0;
}

测试主函数：

// 测试
int main()
{
    const unsigned char str[] = "a45rbcd";
    const unsigned char *sourcedata = str ;
    char base64[128];
    base64_encode(sourcedata, base64);

    printf("编码：%s\n",base64);

    char dedata[128];

    base64_decode(base64, (unsigned char*)dedata);

    printf("译码：%s", dedata);

    getchar();
    getchar();
    return 0;
}

测试结果：

与网站工具对比： （网站： http://www1.tc711.com/tool/BASE64.htm）

more

1. 算法实现过程很简单，主要是其中移位，拼接的过程容易混乱；
2. 本篇编码解码都是基于c写的，如果采用c++的话，直接采用bitset，会使位操作变得相当简单，更加易于理解；
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

   6bits 数	10进制	对应码字
   000000	0	A
   000001	1	B
   …	…	…
   011001	25	Z
   011010	26	a
   011011	27	b
   …	…	…
   110011	51	z
   110100	52	0
   …	…	…
   111101	61	9
   …	…	…
   111110	62	+
   111111	63	/