最近使用人臉識別restfulAPI遇到了要求圖片base64編碼後傳輸問題。
藉此機會瞭解下什麼是base64編碼。

1 什麼是base64編碼

所謂Base64，就是說選出64個字元—-小寫字母a-z、大寫字母A-Z、數字0-9、符號”+”、”/”（再加上作為墊字的”=”，實際上是65個字元）—-作為一個基本字符集。然後，其他所有符號都轉換成這個字符集中的字元。

2 解決的問題

網路傳送渠道（純文字協議）並不支援所有的位元組，例如傳統的郵件只支援可見字元的傳送，像ASCII碼的控制字元就不能通過郵件傳送。
http針對二進位制資料做了特殊規定是可以支援傳輸二進位制資料的，但如果在json內部傳輸二進位制資料就會遇到這種問題，我們可以先進行base64編碼轉成字串進行處理。

3 主要用途

證書 電子郵件資料，經常要用到Base64編碼。

4 如何編碼

第一步，將每三個位元組作為一組，一共是24個二進位制位。
第二步，將這24個二進位制位分為四組，每個組有6個二進位制位。
第三步，在每組前面加兩個00，擴充套件成32個二進位制位，即四個位元組。
第四部, 每個位元組的對應符號即為base64編碼後的值。
Base64編碼後的文字，會比原文字大出三分之一左右。

5 程式碼實現

nodejs實現：

var base64str1 = new Buffer(bitmap).toString('base64');

C++實現：

以下程式碼來自百度雲SDK中base64編碼部分。簡單好用。

Bash64.h：

#ifndef __BASE64_H__
#define __BASE64_H__

#include <iostream>
#include <string>

static const std::string base64_chars =
"ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"
"abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"
"0123456789+/";

static inline bool is_base64(const char c)
{
    return (isalnum(c) || (c == '+'
 
) || (c == '/'));
}

std::string base64_encode(const char * bytes_to_encode, unsigned int in_len)
{
    std::string ret;
    int i = 0;
    int j = 0;
    unsigned char char_array_3[3];
    unsigned char char_array_4[4];

    while (in_len--)
    {
        char_array_3[i++] = *(bytes_to_encode++);
        if(i == 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(i = 0; (i <4) ; i++)
            {
                ret += base64_chars[char_array_4[i]];
            }
            i = 0;
        }
    }
    if(i)
    {
        for(j = i; j < 3; j++)
        {
            char_array_3[j] = '\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(j = 0; (j < i + 1); j++)
        {
            ret += base64_chars[char_array_4[j]];
        }

        while((i++ < 3))
        {
            ret += '=';
        }

    }
    return ret;
}

std::string base64_decode(std::string const & encoded_string)
{
    int in_len = (int) encoded_string.size();
    int i = 0;
    int j = 0;
    int in_ = 0;
    unsigned char char_array_4[4], char_array_3[3];
    std::string ret;

    while (in_len-- && ( encoded_string[in_] != '=') && is_base64(encoded_string[in_])) {
        char_array_4[i++] = encoded_string[in_]; in_++;
        if (i ==4) {
            for (i = 0; i <4; i++)
                char_array_4[i] = base64_chars.find(char_array_4[i]);

            char_array_3[0] = (char_array_4[0] << 2) + ((char_array_4[1] & 0x30) >> 4);
            char_array_3[1] = ((char_array_4[1] & 0xf) << 4) + ((char_array_4[2] & 0x3c) >> 2);
            char_array_3[2] = ((char_array_4[2] & 0x3) << 6) + char_array_4[3];

            for (i = 0; (i < 3); i++)
                ret += char_array_3[i];
            i = 0;
        }
    }
    if (i) {
        for (j = i; j <4; j++)
            char_array_4[j] = 0;

        for (j = 0; j <4; j++)
            char_array_4[j] = base64_chars.find(char_array_4[j]);

        char_array_3[0] = (char_array_4[0] << 2) + ((char_array_4[1] & 0x30) >> 4);
        char_array_3[1] = ((char_array_4[1] & 0xf) << 4) + ((char_array_4[2] & 0x3c) >> 2);  
        char_array_3[2] = ((char_array_4[2] & 0x3) << 6) + char_array_4[3];  

        for (j = 0; (j < i - 1); j++) ret += char_array_3[j];  
    }  

    return ret;  
}
#endif

Test_main.cpp:

#include <string>
#include <iostream>
#include "base64.h"
#include <fstream>

using namespace std;

int main(int argc, char** argv){

    fstream f;
    f.open("test.jpg", ios::in|ios::binary);

    f.seekg(0, std::ios_base::end);
    std::streampos sp = f.tellg();
    int size = sp;
    char* buffer = (char*)malloc(sizeof(char)*size);
    f.read(buffer,size);

    cout << "file size:" << size << endl;     
    string imgBase64 = base64_encode(buffer, size);
    cout << "img base64 encode size:" << imgBase64.size() << endl;      
    string imgdecode64 = base64_decode(imgBase64);
    cout << "img decode size:" << imgdecode64.size() << endl;      
    return 0;
}

編譯：

g++  -D_LINUX   -I. -std=c++11  ./test_main.cpp -o sample_X86_64、

輸出：

file size:23615
img base64 encode size:31488
img decode size:23615