Base 64编码实现
Base64是MIME邮件中常用的编码方式之一。它的主要思想是将输入的字符串或数据编码成只含有{'A'-'Z', 'a'-'z', '0'-'9', '+', '/'}这64个可打印字符的串，故称为“Base64”。
Base64要求把每三个8Bit的字节转换为四个6Bit的字节（3*8 = 4*6 = 24），然后把6Bit再添两位高位0，组成四个8Bit的字节，也就是说，转换后的字符串理论上将要比原来的长1/3。举个例子：
| 转换前 | aaaaaabb | ccccdddd | eeffffff | |
| 转换后 | 00aaaaaa | 00bbcccc | 00ddddee | 00ffffff |
上面的三个字节是原文，下面的四个字节是转换后的Base64编码，其前两位均为0。
转换后，我们用一个码表来得到我们想要的字符串（也就是最终的Base64编码），这个表是这样的：（摘自RFC2045）
Table 1: The Base64 Alphabet
Value Encoding Value Encoding Value Encoding Value Encoding
0 A 17 R 34 i 51 z
1 B 18 S 35 j 52 0
2 C 19 T 36 k 53 1
3 D 20 U 37 l 54 2
4 E 21 V 38 m 55 3
5 F 22 W 39 n 56 4
6 G 23 X 40 o 57 5
7 H 24 Y 41 p 58 6
8 I 25 Z 42 q 59 7
9 J 26 a 43 r 60 8
10 K 27 b 44 s 61 9
11 L 28 c 45 t 62 +
12 M 29 d 46 u 63 /
13 N 30 e 47 v
14 O 31 f 48 w (pad) =
15 P 32 g 49 x
16 Q 33 h 50 y
再看一个例子：
| 转换前 | 10101101 | 10111010 | 01110110 | |
| 转换后 | 00101011 | 00011011 | 00101001 | 00110110 |
| 十进制 | 43 | 27 | 41 | 54 |
| 对应码表中的值 | r | b | p | 2 |
上面的24位编码，编码后的Base64值为 rbp2
解码同理，把 rbq2 的二进制位连接上再重组得到三个8位值，得出原码。(解码只是编码的逆过程)
编码的过程总结如下：
1. 第一个字符通过右移2位获得第一个目标字符的Base64表位置，根据这个数值取到表上相应的字符，就是第一个目标字符。
2. 然后将第一个字符左移4位加上第二个字符右移4位，即获得第二个目标字符。
3. 再将第二个字符左移2位加上第三个字符右移6位，获得第三个目标字符。
4. 最后取第三个字符的右6位即获得第四个目标字符。
5. 在以上的每一个步骤之后，再把结果与 0x3F 进行 AND 位操作，就可以得到编码后的字符了。
原文的字节不够的地方可以用全0来补足，转换时Base64编码用=号来代替。这就是为什么有些Base64编码会以一个或两个等号结束的原因，但等号最多只有两个。因为：
余数 = 原文字节数 MOD 3
所以余数任何情况下都只可能是0，1，2这三个数中的一个。如果余数是0的话，就表示原文字节数正好是3的倍数（理想情况）。如果是1的话，为了让Base64编码是4的倍数，就要补2个等号；同理，如果是2的话，就要补1个等号。
//====================================== //Header File #ifndef _BASE64HELPER_H_ #define _BASE64HELPER_H_ // #include <string> // namespace sfsMUtils { class Base64Helper { public: // convert from Base64 to ANSI static std::string encode(const std::string in_str); // convert from ANSI to Base64 static std::string decode(const std::string in_str); private: // encode table const static std::string _base64_encode_chars; // decode table const static char _base64_decode_chars[128]; }; } // namespace sfsMUtils #endif // _BASE64HELPER_H_ //======================================= //Source File #include "sfsBase64Helper.h" // namespace sfsMUtils { const std::string Base64Helper::_base64_encode_chars = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/"; const char Base64Helper::_base64_decode_chars[] = { -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, 62, -1, -1, -1, 63, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, -1, -1, -1, -1, -1, -1, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, -1, -1, -1, -1, -1 }; std::string Base64Helper::encode(const std::string in_str) { std::string out_str; unsigned char c1, c2, c3; int i = 0; int len = in_str.length(); while ( i<len ) { // read the first byte c1 = in_str[i++]; if ( i==len ) // pad with "=" { out_str += _base64_encode_chars[ c1>>2 ]; out_str += _base64_encode_chars[ (c1&0x3)<<4 ]; out_str += "=="; break; } // read the second byte c2 = in_str[i++]; if ( i==len ) // pad with "=" { out_str += _base64_encode_chars[ c1>>2 ]; out_str += _base64_encode_chars[ ((c1&0x3)<<4) | ((c2&0xF0)>>4) ]; out_str += _base64_encode_chars[ (c2&0xF)<<2 ]; out_str += "="; break; } // read the third byte c3 = in_str[i++]; // convert into four bytes string out_str += _base64_encode_chars[ c1>>2 ]; out_str += _base64_encode_chars[ ((c1&0x3)<<4) | ((c2&0xF0)>>4) ]; out_str += _base64_encode_chars[ ((c2&0xF)<<2) | ((c3&0xC0)>>6) ]; out_str += _base64_encode_chars[ c3&0x3F ]; } return out_str; } std::string Base64Helper::decode(const std::string in_str) { std::string out_str; char c1, c2, c3, c4; int i = 0; int len = in_str.length(); while ( i<len) { // read the first byte do { c1 = _base64_decode_chars[ in_str[i++] ]; } while ( i<len && c1==-1); if ( c1==-1) break; // read the second byte do { c2 = _base64_decode_chars[ in_str[i++] ]; } while ( i<len && c2==-1); if ( c2==-1 ) break; // assamble the first byte out_str += char( (c1<<2) | ((c2&0x30)>>4) ); // read the third byte do { c3 = in_str[i++]; if ( c3==61 ) // meet with "=", break return out_str; c3 = _base64_decode_chars[ c3 ]; } while ( i<len && c3==-1); if ( c3==-1 ) break; // assamble the second byte out_str += char( ((c2&0XF)<<4) | ((c3&0x3C)>>2) ); // read the fourth byte do { c4 = in_str[i++]; if ( c4==61 ) // meet with "=", break return out_str; c4 = _base64_decode_chars[ c4 ]; } while ( i<len && c4==-1 ); if ( c4==-1 ) break; // assamble the third byte out_str += char( ((c3&0x03)<<6) | c4 ); } return out_str; } } // namespace sfsMUtils
