java自定义实现base64编码转换

下面是详细讲解“java自定义实现base64编码转换”的完整攻略，包含示例：

1. 什么是Base64编码

Base64编码是一种将二进制数据转换为可打印字符的编码方式，通常用于网络传输或文本文件中嵌入二进制数据。Base64编码的特点是编码后的数据长度通常会比原始数据增加三分之一左右。

2. 实现自定义的Java Base64编码转换

Java提供了java.util.Base64类来实现Base64编码转换，但是为了更好地理解Base64编码的实现，我们可以自己实现一个Java版本的Base64编码转换。

2.1 Base64编码规则

在实现Base64编码之前，我们需要了解一下Base64编码的规则。Base64编码将3个字节的数据（24位）分为4个6位的片段进行编码，每个片段由0~63的数值表示。6位二进制数最大的值是63，因此可以用0~9、a~z、A~Z、+和/等字符来表示这64个数值。

如果需要编码的数据不足3个字节，需要在末尾补齐0，使其长度达到3的倍数。如果需要编码的数据长度不是3的倍数，需要在末尾用一个或两个等号表示补齐的字节数。

例如，字符串“Man”对应的ASCII码为77、97、110，转换为二进制为01001101、01100001、01101110，组成24位二进制数010011010110000101101110，被分成4个6位的片段010011、010110、000101、101110，对应的10进制数为19、22、5、46，然后使用标准Base64编码表将这四个数值转换为字符“T”、“W”、“F”、“u”，得到编码后的字符串“TWFu”。

2.2 编码算法实现

下面是一个自定义的Java Base64编码转换类Base64Encoder的实现：

import java.util.Base64;
import java.util.Base64.Encoder;

public class Base64Encoder {
    private static final char[] BASE64_TABLE = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/".toCharArray();

    public static String encode(byte[] origin) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        int padding = (3 - origin.length % 3) % 3;
        byte[] data = new byte[origin.length + padding];
        System.arraycopy(origin, 0, data, 0, origin.length);
        for (int i = 0; i < data.length; i += 3) {
            int v = (((int)data[i] & 0xff) << 16) | (((int)data[i + 1] & 0xff) << 8) | ((int)data[i + 2] & 0xff);
            sb.append(BASE64_TABLE[(v >> 18) & 0x3f]);
            sb.append(BASE64_TABLE[(v >> 12) & 0x3f]);
            sb.append(BASE64_TABLE[(v >> 6) & 0x3f]);
            sb.append(BASE64_TABLE[v & 0x3f]);
        }
        sb.setCharAt(sb.length() - 1, padding == 2 ? '=' : sb.charAt(sb.length() - 1));
        sb.setCharAt(sb.length() - 2, padding >= 1 ? '=' : sb.charAt(sb.length() - 2));
        return sb.toString();
    }

    public static void main(String[] args) {
        byte[] data1 = "Man".getBytes();
        System.out.println("encode(\"Man\") = " + encode(data1));

        byte[] data2 = "Hello, world!".getBytes();
        System.out.println("encode(\"Hello, world!\") = " + encode(data2));
    }
}

上述实现中定义了一个私有的字符数组BASE64_TABLE，它包含了标准Base64编码表中的64个字符。然后实现了一个encode方法，它将字节数组转换为Base64编码的字符串。在方法中，先根据数据长度计算需要补齐的字节数，并将原始数据拷贝到一个新的数组中，然后通过循环将新的数组中每3个字节的数据按规则转换为4个Base64编码片段，最后将转换得到的字符串末尾的等号改为需要补齐的字节数。

2.3 编码示例

通过上面的代码，我们可以将任意字节数组进行Base64编码转换。下面是两个示例：

// 示例1：将字符串“Man”进行Base64编码
byte[] data1 = "Man".getBytes();
String base64Data1 = Base64Encoder.encode(data1);
System.out.println("Base64 encoded string of \"Man\" is " + base64Data1);

// 示例2：将字符串“Hello, world!”进行Base64编码
byte[] data2 = "Hello, world!".getBytes();
String base64Data2 = Base64Encoder.encode(data2);
System.out.println("Base64 encoded string of \"Hello, world!\" is " + base64Data2);

输出结果为：

Base64 encoded string of "Man" is TWFu
Base64 encoded string of "Hello, world!" is SGVsbG8sIHdvcmxkIQ==

3. 总结

Base64编码是一种将二进制数据转换为可打印字符的编码方式，Java提供了java.util.Base64类来实现Base64编码转换。为了更好地理解Base64编码的实现，我们可以自己实现一个Java版本的Base64编码转换。上述实现中需要注意规则的实现，具体实现请参考示例代码。