C++如何实现Base64算法

Base64简介

Base64是一种将二进制数据编码成ASCII字符的方法，常用于在HTTP协议等网络协议中将二进制数据进行传输。

Base64将三个8位的字节转换为四个6位的字节，产生出来的输出结果最后可能会出现1~2个"="号，这是为了补齐长度用的。

例如，“Man”这个单词被编码后为“TWFu”，解码后为"Man"。

C++实现Base64

以下是使用C++实现Base64算法的基本步骤：

1. 将输入的字符串转换为二进制格式
2. 将二进制数据转换为6位字节的整数
3. 根据编码表获取对应的ASCII字符
4. 对于长度不是3的倍数的输入，需进行补齐0操作
5. 在最后必要时候加上剩余的"="

根据上述步骤，我们可以编写C++代码来实现Base64算法：

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

const string base64_chars = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/";

string base64_encode(const string &input) {
    string result;
    int i = 0, j = 0;
    unsigned char char_array_3[3], char_array_4[4];

    while (i < input.length()) {
        char_array_3[j++] = input[i++];
        if (j == 3) {
            char_array_4[0] = (char_array_3[0] & 0xfc) >> 2;
            char_array_4[1] = ((char_array_3[0] & 0x03) << 4) + ((char_array_3[1] & 0xf0) >> 4);
            char_array_4[2] = ((char_array_3[1] & 0x0f) << 2) + ((char_array_3[2] & 0xc0) >> 6);
            char_array_4[3] = char_array_3[2] & 0x3f;

            for (int k = 0; k < 4; k++)
                result += base64_chars[char_array_4[k]];
            j = 0;
        }
    }
    if (j) {
        for (int i = j; i < 3; i++)
            char_array_3[i] = '\0';

        char_array_4[0] = (char_array_3[0] & 0xfc) >> 2;
        char_array_4[1] = ((char_array_3[0] & 0x03) << 4) + ((char_array_3[1] & 0xf0) >> 4);
        char_array_4[2] = ((char_array_3[1] & 0x0f) << 2) + ((char_array_3[2] & 0xc0) >> 6);
        char_array_4[3] = char_array_3[2] & 0x3f;

        for (int i = 0; i < j + 1; i++)
            result += base64_chars[char_array_4[i]];

        while (j++ < 3)
            result += '=';
    }

    return result;
}

示例说明

示例1

输入字符串："Hello World!"。

实现代码如下：

string encoded_str = base64_encode("Hello World!");
cout << encoded_str << endl;

// 输出："SGVsbG8gV29ybGQh"

示例2

输入字符串："This is a test."。

实现代码如下：

string encoded_str = base64_encode("This is a test.");
cout << encoded_str << endl;

// 输出："VGhpcyBpcyBhIHRlc3Qu"

以上就是C++实现Base64算法的完整攻略。