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关于base64编码的原理及实现
阅读量:5106 次
发布时间:2019-06-13

本文共 4669 字,大约阅读时间需要 15 分钟。

我们的图片大部分都是可以转换成base64编码的data:image。 这个在将canvas保存为img的时候尤其有用。虽然除ie外,大部分现代浏览器都已经支持原生的基于base64的encode和decode,例如btoa和atob。(将canvas画布保存成img并强制改变mimetype进行下载,会在下一篇记录)

但是处于好奇心,还是驱使我去了解下base64编码的原理。以便也在不支持原生base64编码的ie下可以得以实现。

【Base64】

-base64的编码都是按字符串长度,以每3个8bit的字符为一组,
-然后针对每组,首先获取每个字符的ASCII编码,
-然后将ASCII编码转换成8bit的二进制,得到一组3*8=24bit的字节
-然后再将这24bit划分为4个6bit的字节,并在每个6bit的字节前面都填两个高位0,得到4个8bit的字节
-然后将这4个8bit的字节转换成10进制,对照Base64编码表 (下表),得到对应编码后的字符。

(注:1. 要求被编码字符是8bit的,所以须在ASCII编码范围内,\u0000-\u00ff,中文就不行。

   2. 如果被编码字符长度不是3的倍数的时候,则都用0代替,对应的输出字符为=)

Base64 编码表
Value Char   Value Char   Value Char   Value Char
0 A 16 Q 32 g 48 w
1 B 17 R 33 h 49 x
2 C 18 S 34 i 50 y
3 D 19 T 35 j 51 z
4 E 20 U 36 k 52 0
5 F 21 V 37 l 53 1
6 G 22 W 38 m 54 2
7 H 23 X 39 n 55 3
8 I 24 Y 40 o 56 4
9 J 25 Z 41 p 57 5
10 K 26 a 42 q 58 6
11 L 27 b 43 r 59 7
12 M 28 c 44 s 60 8
13 N 29 d 45 t 61 9
14 O 30 e 46 u 62 +
15 P 31 f 47 v 63 /

比如举下面2个例子:

a) 字符长度为能被3整除时:比如“Tom” :

T           o           m ASCII:      84          111         109 8bit字节:   01010100    01101111    01101101 6bit字节:     010101      000110      111101      101101 十进制:     21          6           61          45 对应编码:   V           G           9           t

所以,btoa('Tom') = VG9t

b) 字符串长度不能被3整除时,比如“Lucy”:

L           u           c           y ASCII:      76          117         99          121 8bit字节:   01001100    01110101    01100011    01111001      00000000    00000000 6bit字节:     010011      000111      010101      100011      011110  010000  000000  000000 十进制:     19          7           21          35             30      16      (异常) (异常)      对应编码:   T           H           V           j               e       Q       =       =

由于Lucy只有4个字母,所以按3个一组的话,第二组还有两个空位,所以需要用0来补齐。这里就需要注意,因为是需要补齐而出现的0,所以转化成十进制的时候就不能按常规用base64编码表来对应,所以不是a, 可以理解成为一种特殊的“异常”,编码应该对应“=”。

有了上面的理论,那我们实现一个base64编码就容易了。

 

/**  * base64 encoding & decoding  * for fixing browsers which don't support Base64 | btoa |atob */ (function (win, undefined) {
var Base64 = function () {
var base64hash = 'ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/'; // btoa method function _btoa (s) {
if (/([^\u0000-\u00ff])/.test(s)) {
throw new Error('INVALID_CHARACTER_ERR'); } var i = 0, prev, ascii, mod, result = []; while (i < s.length) {
ascii = s.charCodeAt(i); mod = i % 3; switch(mod) {
// 第一个6位只需要让8位二进制右移两位 case 0: result.push(base64hash.charAt(ascii >> 2)); break; //第二个6位 = 第一个8位的后两位 + 第二个8位的前4位 case 1: result.push(base64hash.charAt((prev & 3) << 4 | (ascii >> 4))); break; //第三个6位 = 第二个8位的后4位 + 第三个8位的前2位 //第4个6位 = 第三个8位的后6位 case 2: result.push(base64hash.charAt((prev & 0x0f) << 2 | (ascii >> 6))); result.push(base64hash.charAt(ascii & 0x3f)); break; } prev = ascii; i ++; } // 循环结束后看mod, 为0 证明需补3个6位,第一个为最后一个8位的最后两位后面补4个0。另外两个6位对应的是异常的“=”; // mod为1,证明还需补两个6位,一个是最后一个8位的后4位补两个0,另一个对应异常的“=” if(mod == 0) {
result.push(base64hash.charAt((prev & 3) << 4)); result.push('=='); } else if (mod == 1) {
result.push(base64hash.charAt((prev & 0x0f) << 2)); result.push('='); } return result.join(''); } // atob method // 逆转encode的思路即可 function _atob (s) {
s = s.replace(/\s|=/g, ''); var cur, prev, mod, i = 0, result = []; while (i < s.length) {
cur = base64hash.indexOf(s.charAt(i)); mod = i % 4; switch (mod) {
case 0: //TODO break; case 1: result.push(String.fromCharCode(prev << 2 | cur >> 4)); break; case 2: result.push(String.fromCharCode((prev & 0x0f) << 4 | cur >> 2)); break; case 3: result.push(String.fromCharCode((prev & 3) << 6 | cur)); break; } prev = cur; i ++; } return result.join(''); } return {
btoa: _btoa, atob: _atob, encode: _btoa, decode: _atob }; }(); if (!win.Base64) { win.Base64 = Base64 } if (!win.btoa) { win.btoa = Base64.btoa } if (!win.atob) { win.atob = Base64.atob } })(window)

转载于:https://www.cnblogs.com/XL-Liang/archive/2012/06/08/2542149.html

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