Base64 编解码

之前也遇到过base64的encoding，当时并不清楚为什么需要base64编码。今天花时间了解了一下。这个文章写的挺详细的：Base64编码原理与应用。所以我也不需要复述过多的东西。

简单总结：因为单纯的2进制是使用ascii码的，所以会存在部分字符不可见，在不可见的情况下，你存在文件，实实在在写进去，没有问题，但是在一些场景，就是需要将他们表示成可见字符，比如url，不然有的处理会把一些字符理解成控制的特殊标记从而造成错误。或者JSOM,XML里面就是不支持binary，所以就是需要base64的存在了。

那这个base64把3个byte就是24个bit，转成4个base64字符，每个代表6个bit。但是这四个字符是实实在在存成ascii的（可见），所以消耗存储长度是32bit。所以说base64编码多消耗了33%的存储空间。

看看go里面base64的编码。里面的NoPadding就是那个文章里说的要不要加=号。解码也是相似的位运算，但是因为需要考虑有没有padding，就需要有一些判断，但是思想一样。下面代码是编码过程，加了一些注释。

func TestBase64() {
    str := "hello"
    encoded := base64.StdEncoding.EncodeToString([]byte(str))
    fmt.Println(encoded)
    decoded, err := base64.StdEncoding.DecodeString(encoded)
    if err != nil {
        fmt.Println("decode error:", err)
        return
    }

    fmt.Println(string(decoded))
}

output:
aGVsbG8=
hello

func (enc *Encoding) EncodeToString(src []byte) string {
    buf := make([]byte, enc.EncodedLen(len(src)))
    enc.Encode(buf, src)
    return string(buf)
}

func (enc *Encoding) EncodedLen(n int) int {
    if enc.padChar == NoPadding {
        return (n*8 + 5) / 6 // minimum # chars at 6 bits per char
    }
    // 这个就是除三取上整，然后乘4，相当于把3个变成4个字符。所以就是3个一组的转换
    return (n + 2) / 3 * 4 // minimum # 4-char quanta, 3 bytes each
}

unc (enc *Encoding) Encode(dst, src []byte) {
    if len(src) == 0 {
        return
    }

    di, si := 0, 0
    n := (len(src) / 3) * 3
    for si < n {
        // Convert 3x 8bit source bytes into 4 bytes
  // 全部都是位运算，也很简单，用src字符串中的3个取或运算
        val := uint(src[si+0])<<16 | uint(src[si+1])<<8 | uint(src[si+2])
// 把24位分给四个，那个0x3F就是6个1，与运算就取出来最低6位。
        dst[di+0] = enc.encode[val>>18&0x3F]
        dst[di+1] = enc.encode[val>>12&0x3F]
        dst[di+2] = enc.encode[val>>6&0x3F]
        dst[di+3] = enc.encode[val&0x3F]

        si += 3
        di += 4
    }

    remain := len(src) - si
    if remain == 0 {
        return
    }
    // Add the remaining small block
//src字符串不够3整除的时候，结尾只能剩1或者2个，根据情况来追加即可。
    val := uint(src[si+0]) << 16
    if remain == 2 {
        val |= uint(src[si+1]) << 8
    }

    dst[di+0] = enc.encode[val>>18&0x3F]
    dst[di+1] = enc.encode[val>>12&0x3F]
//补等号
    switch remain {
    case 2:
        dst[di+2] = enc.encode[val>>6&0x3F]
        if enc.padChar != NoPadding {
            dst[di+3] = byte(enc.padChar)
        }
    case 1:
        if enc.padChar != NoPadding {
            dst[di+2] = byte(enc.padChar)
            dst[di+3] = byte(enc.padChar)
        }
    }
}