base64的實現原理

base64是處理二進制數據的一種編碼方式，可用於把二進制數據編碼成64個可打印的字符。

學習base64之前，先了解一下什么是字節與編碼

什么是字節

互聯網中的數據都是用字節來表示的，一個字節有8位二進制數據組成即00000000 -- 11111111

什么是編碼

編碼是把字符串轉化成二進制數據的一種方式，計算機發展的過程中，最先定義了ASCII編碼，用於表示英文字符和一些英文字符為128個字符；后來隨着計算機被普及到各國ASCII的編碼已經不能滿足於顯示各國語言的文字，所以說后面發展出了GBK、UNICODE 、UTF8、UTF16等不同類型的編碼，在utf8編碼中一個英文字符占用1個字節，一個中文字符占用3個字節

base64編碼表

碼值	字符	碼值	字符	碼值	字符	碼值	字符
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	/

base64的實現

base64是，64代表的就是6位二進制數據，通過把字符串轉化為二進制數據，然后按照每6位二進制數據來進行分割再把這6位二進制數據轉化為10進制數找到對應的映射表就可生成base64編碼

具體實現步驟如下：

1. 字符串轉化為2進制數據
2. 2進制數據按照每6位一組分割, 不足6位的補0
3. 6位二進制數據轉化為十進制數
4. 在對應的base64映射表中找到對應的映射字符，補0的每兩位用一個=號表示

例子

以字符串'A'為例

1. 首先轉為16進制數據為41對應的二進制數據為01000001
2. 每6位二進制數據分割為一組結果為010000 010000
3. 6位二進制轉化為10進制的結果為16 16
4. base64映射表對用的字符為Q Q
5. 因為補了4個0所以字符串A對用的base64編碼就為QQ==

代碼實現

function addZero2Front(str) {
    let len = str.length
    while (len < 8) {
        str = '0' + str
        len++
    }

    return str
}

function getBinary(str) {
    const buf = Buffer.from(str)
    let binary = ''
    for (let i = 0; i < buf.length; i++) {
        binary += addZero2Front(
            buf[i].toString(2)
        )
    }
    return binary
}

let map = 'ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/'

function base64(str) {
    let binary = getBinary(str)
    let num = binary.length % 6
    let needAddZeroLen = num !== 0 ? 6 - num : num
    let i = needAddZeroLen;
    let endStr = ''
    let res = ''
    while (i > 0) {
        binary += '0'
        i--
    }
    i = needAddZeroLen
    while ( i > 0) {
        endStr += '='
        i -= 2
    }
    i = 0
    while (i < binary.length) {
        let idx = parseInt(
            binary.slice(i, i + 6),
            2
        )
        res += map[idx]
        i+=6
    }

    res += endStr
    return res
}

結束語

雖然base64可以便於二進制數據傳輸且不會造成亂碼；但是值得注意的是，由於base64的性質（把8個字節轉化為6個字節儲存），所以不可避免的會把文件的大小增大1/3，所以base64也不可盲目使用