C語言實現base64編解碼

base64編解碼

• 工做中常常會用到base64編解碼, 有些開源庫中也有實現, 可是若是再去看他們的怎麼用有時候也是有點費勁的, 還有就是須要引用那個頭文件啊, 什麼的, 尤爲是OpenSSL裏邊的, 因此這裏獻上原理, 及其使用.

• 至於用途還有詳細的介紹我以爲某度某科裏講的挺好的, 這裏就只寫上實現原理及代碼了.

• 詳細請看base64.h 和base64.c, 使用見main.c 便可, 能夠使用任何編譯器編譯運行, 下面依次是base64.h, base64.c, main.c若是須要源文件能夠留言哦, 對你有幫助的話贊一吧, 以後也會把以前的乾貨, 居然分享給你們的.請多多支持.

• 這裏我儘可能使用了簡單的代碼結構實現的, 容易理解一點, 若是你理解以後能夠加之優化的. 大神請飄過...

//
//  base64.h
//  base64
//
//  Created by guofu on 2017/5/25.
//  Copyright © 2017年 guofu. All rights reserved.
//

#ifndef base64_h
#define base64_h

#include <stdio.h>

#if __cplusplus
extern "C"{
#endif
    
    int base64_encode(const char *indata, int inlen, char *outdata, int *outlen);
    int base64_decode(const char *indata, int inlen, char *outdata, int *outlen);
            
#if __cplusplus
}
#endif

#endif /* base64_h */

//
//  base64.c
//  base64
//
//  Created by guofu on 2017/5/25.
//  Copyright © 2017年 guofu. All rights reserved.
//
/**
 *  轉解碼過程
 *  3 * 8 = 4 * 6; 3字節佔24位, 4*6=24
 *  先將要編碼的轉成對應的ASCII值
 *  如編碼: s 1 3
 *  對應ASCII值爲: 115 49 51
 *  對應二進制爲: 01110011 00110001 00110011
 *  將其6個分組分4組: 011100 110011 000100 110011
 *  而計算機是以8bit存儲, 因此在每組的高位補兩個0以下:
 *  00011100 00110011 00000100 00110011對應:28 51 4 51
 *  查找base64 轉換表 對應 c z E z
 *  
 *  解碼
 *  c z E z
 *  對應ASCII值爲 99 122 69 122
 *  對應表base64_suffix_map的值爲 28 51 4 51
 *  對應二進制值爲 00011100 00110011 00000100 00110011
 *  依次去除每組的前兩位, 再拼接成3字節
 *  即: 01110011 00110001 00110011
 *  對應的就是s 1 3
 */

#include "base64.h"

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

// base64 轉換表, 共64個
static const char base64_alphabet[] = {
    'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G',
    'H', 'I', 'J', 'K', 'L', 'M', 'N',
    'O', 'P', 'Q', 'R', 'S', 'T',
    'U', 'V', 'W', 'X', 'Y', 'Z',
    'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g',
    'h', 'i', 'j', 'k', 'l', 'm', 'n',
    'o', 'p', 'q', 'r', 's', 't',
    'u', 'v', 'w', 'x', 'y', 'z',
    '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9',
    '+', '/'};

// 解碼時使用
static const unsigned char base64_suffix_map[256] = {
    255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 253, 255,
    255, 253, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255,
    255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 253, 255, 255, 255,
    255, 255, 255, 255, 255, 255, 255,  62, 255, 255, 255,  63,
    52,  53,  54,  55,  56,  57,  58,  59,  60,  61, 255, 255,
    255, 254, 255, 255, 255,   0,   1,   2,   3,   4,   5,   6,
    7,   8,   9,  10,  11,  12,  13,  14,  15,  16,  17,  18,
    19,  20,  21,  22,  23,  24,  25, 255, 255, 255, 255, 255,
    255,  26,  27,  28,  29,  30,  31,  32,  33,  34,  35,  36,
    37,  38,  39,  40,  41,  42,  43,  44,  45,  46,  47,  48,
    49,  50,  51, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255,
    255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255,
    255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255,
    255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255,
    255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255,
    255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255,
    255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255,
    255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255,
    255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255,
    255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255,
    255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255,
    255, 255, 255, 255 };

static char cmove_bits(unsigned char src, unsigned lnum, unsigned rnum) {
    src <<= lnum; // src = src << lnum;
    src >>= rnum; // src = src >> rnum;
    return src;
}

int base64_encode(const char *indata, int inlen, char *outdata, int *outlen) {
    
    int ret = 0; // return value
    if (indata == NULL || inlen == 0) {
        return ret = -1;
    }
    
    int in_len = 0; // 源字符串長度, 若是in_len不是3的倍數, 那麼須要補成3的倍數
    int pad_num = 0; // 須要補齊的字符個數, 這樣只有2, 1, 0(0的話不須要拼接, )
    if (inlen % 3 != 0) {
        pad_num = 3 - inlen % 3;
    }
    in_len = inlen + pad_num; // 拼接後的長度, 實際編碼須要的長度(3的倍數)
    
    int out_len = in_len * 8 / 6; // 編碼後的長度
    
    char *p = outdata; // 定義指針指向傳出data的首地址
    
    //編碼, 長度爲調整後的長度, 3字節一組
    for (int i = 0; i < in_len; i+=3) {
        int value = *indata >> 2; // 將indata第一個字符向右移動2bit(丟棄2bit)
        char c = base64_alphabet[value]; // 對應base64轉換表的字符
        *p = c; // 將對應字符(編碼後字符)賦值給outdata第一字節
        
        //處理最後一組(最後3字節)的數據
        if (i == inlen + pad_num - 3 && pad_num != 0) {
            if(pad_num == 1) {
                *(p + 1) = base64_alphabet[(int)(cmove_bits(*indata, 6, 2) + cmove_bits(*(indata + 1), 0, 4))];
                *(p + 2) = base64_alphabet[(int)cmove_bits(*(indata + 1), 4, 2)];
                *(p + 3) = '=';
            } else if (pad_num == 2) { // 編碼後的數據要補兩個 '='
                *(p + 1) = base64_alphabet[(int)cmove_bits(*indata, 6, 2)];
                *(p + 2) = '=';
                *(p + 3) = '=';
            }
        } else { // 處理正常的3字節的數據
            *(p + 1) = base64_alphabet[cmove_bits(*indata, 6, 2) + cmove_bits(*(indata + 1), 0, 4)];
            *(p + 2) = base64_alphabet[cmove_bits(*(indata + 1), 4, 2) + cmove_bits(*(indata + 2), 0, 6)];
            *(p + 3) = base64_alphabet[*(indata + 2) & 0x3f];
        }
        
        p += 4;
        indata += 3;
    }
    
    if(outlen != NULL) {
        *outlen = out_len;
    }
    
    return ret;
}


int base64_decode(const char *indata, int inlen, char *outdata, int *outlen) {
    
    int ret = 0;
    if (indata == NULL || inlen <= 0 || outdata == NULL || outlen == NULL) {
        return ret = -1;
    }
    if (inlen % 4 != 0) { // 須要解碼的數據不是4字節倍數
        return ret = -2;
    }
    
    int t = 0, x = 0, y = 0, i = 0;
    unsigned char c = 0;
    int g = 3;
    
    while (indata[x] != 0) {
        // 須要解碼的數據對應的ASCII值對應base64_suffix_map的值
        c = base64_suffix_map[indata[x++]];
        if (c == 255) return -1;// 對應的值不在轉碼錶中
        if (c == 253) continue;// 對應的值是換行或者回車
        if (c == 254) { c = 0; g--; }// 對應的值是'='
        t = (t<<6) | c; // 將其依次放入一個int型中佔3字節
        if (++y == 4) {
            outdata[i++] = (unsigned char)((t>>16)&0xff);
            if (g > 1) outdata[i++] = (unsigned char)((t>>8)&0xff);
            if (g > 2) outdata[i++] = (unsigned char)(t&0xff);
            y = t = 0;
        }
    }
    if (outlen != NULL) {
        *outlen = i;
    }
    return ret;
}

//
//  main.c
//  base64
//
//  Created by guofu on 2017/5/25.
//  Copyright © 2017年 guofu. All rights reserved.
//

#include <stdio.h>
#include <string.h>

#include "base64.h"

int main(int argc, const char * argv[]) {
    // insert code here...
    
    char str1[] = "abcdefg";
    char str2[20] = {0}; //注意長度要給夠
    int len = 0;
    base64_encode(str1,(int)strlen(str1),str2,&len);
    printf("%s, len = %d\n", str2, len);

    
    char str3[10] = {0};
    base64_decode(str2, (int)strlen(str2), str3, &len);
    
    printf("%s, len = %d\n", str3, len);
    
    
    return 0;
}