前端對base64編碼的理解，原生js實現字符base64編碼

時間 2020-05-21

標籤前端 base64 base 編碼理解原生實現字符欄目字符編碼简体版

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@javascript

常見對base64的認知(不徹底正確)

首先對base64常見的認知，也是須知的必須有如下幾點*java

base64是一種圖片編碼方式，用一長串超長的字符串表示圖片
在加載的時候會直接以字符串的形式加載出來，減小了圖片加載的http請求
正常加載服務器靜態資源的時候都應該是經過http請求回來，每加載一張圖片時須要發起一次http請求，http請求創建須要必定的時間，因此對於小圖並且出現頻次比較高的話，這樣的成本消耗實際上是特別浪費的
因此通常base64編碼適用於小圖片，出現頻次比較高的狀況

固然base64編碼也有必定的缺點正則表達式

會增長圖片本上的大小，對於小圖來講，轉碼增長的大小和http請求發起的浪費時間相比仍是划算的，可是對於大圖和出現次數比較少的狀況，這種方法就有待商榷
固然上面我如今項目這種問題就很不合適，確定須要尋求一個好的方式來解決掉這個問題

多問一個爲何，base64究竟是個啥？

base64是一種編碼方式，將二進制編碼爲64字符串組成的字符碼
標準的Base64並不適合直接放在URL裏傳輸，由於URL編碼器會把標準Base64中的「/」和「+」字符變爲形如「%XX」的形式，而這些「%」號在存入數據庫時還須要再進行轉換，由於ANSI SQL中已將「%」號用做通配符。
爲解決此問題，可採用一種用於URL的改進Base64編碼，它在末尾填充'='號，並將標準Base64中的「+」和「/」分別改爲了「-」和「_」，這樣就免去了在URL編解碼和數據庫存儲時所要做的轉換，避免了編碼信息長度在此過程當中的增長，並統一了數據庫、表單等處對象標識符的格式。
另有一種用於正則表達式的改進Base64變種，它將「+」和「/」改爲了「!」和「-」，由於「+」,「*」以及前面在IRCu中用到的「[」和「]」在正則表達式中均可能具備特殊含義。
此外還有一些變種，它們將「+/」改成「-」或「.」（用做編程語言中的標識符名稱）或「.-」（用於XML中的Nmtoken）甚至「_:」（用於XML中的Name）。
Base64要求把每三個8Bit的字節轉換爲四個6Bit的字節（38 = 46 = 24），而後把6Bit再添兩位高位0，組成四個8Bit的字節，也就是說，轉換後的字符串理論上將要比原來的長1/3。

ok，我認可以上都是百度出來了，接下來談談我本身的認識，哈哈數據庫

直接掏個例子吧，好比，原生js是自帶base64的編碼方法的編程

var b = Buffer.from('asdasds'); //buffer 是js裏面專門存放二進制的緩存區，暫時理解建立一個二進制變量
var s = b.toString('base64');
console.log(s)
//  YXNkYXNkcw==

按照咱們的思路實現一下

base64是針對二進制對象進行編碼，因此咱們要將字符轉換爲二進制碼
base64 是用64個字符表示二進制，2的6次方 = 64，因此base64的字符實際上是每6個二進制位爲單位，可是一個字節是8bit，若是不滿6的倍數要往字節轉換後的二進制編碼後面補0，好比若是是兩個個字符
'ac' =》轉換爲二進制爲：'0110 0001 0110 0010' =》
若是要將這兩個字符進行base64編碼，可是base64僅支持6位二進制轉換爲一個字符，
截取以後就是=》 011000 010110 0010
那最後面的4位二進制不夠轉碼，因此會在後面默認補零
補碼完成以後開始轉碼從000000 到111111分別對應ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/=64個字符中的一個
轉碼完成

轉換字符爲二進制數canvas

function toBinary (str){
    let tempResult = [];
    let result = [];
    // 分割字符
    str.split('').forEach(element => {
    	//轉二進制
        let binaryElement = element.charCodeAt().toString(2)
        //因爲js原生方法轉二進制若是前面是0可能會不滿8位，因此前面補0，轉爲8位的對應ascii碼二進制
        binaryElement = binaryElement.length === 8 ? binaryElement : ('0' + binaryElement)  //不足8位的二進制碼在前面補0
        tempResult.push(binaryElement);
    });
    let index = 0;
    // 不滿3個字符日後面補滿3個字符（3個字符（24個二進制位）是6和8的最小公倍數）
    while(tempResult.length % 3 != 0){
        tempResult.push('00000000')
    }
    console.log(tempResult.length)
    return tempResult.join('');
}
let binary = toBinary('asdasds');

那麼就是第一步和第二步實現了數組

二進制轉 base64字符串緩存

//將字符串存爲數組
let KEYCODE = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/=".split(''); 

function toBase64 (binary){
    console.log(binary);
    let tempResult = [];
    let result = [];
    let index = 0;
    // 每6位切割二進制
    while(index+6 < binary.length){
        tempResult.push(binary.slice(index,index+6))
        index = index + 6 ;
    }
    //不滿6位的前面補0
    console.log(binary.slice(index,index+6))
    tempResult.push(("000000" + binary.slice(index,index+6)).substr( -6 ));
    tempResult.forEach(element => {
    	//將二進制轉爲數組下標
        let index = parseInt(element,2);
        //獲取對應下標字符串
        result.push(index === 0 ? '=' : KEYCODE[index])
    });
    //字符串拼接
    return result.join('')
}
let a = toBase64(binary);
console.log(a);

//  YXNkYXNkcw==

到這裏基本就實現了，結果跟原生的方法打印的是同樣的

可是也存在一些問題和改進服務器

對於中文字符和特殊字符的支持編程語言

javascript中的中文都是默認utf-16編碼，可是網頁中編碼格式基本都是UTF-8,然而即使咱們用UTF-8格式保存了HTML文件，可是其中的中文字符依然是以UTF-16的形式保存的。因此咱們首先要將中文字符轉化爲utf-8，而後再轉二進制，最後便可用上面的方法進行編碼
代碼以下：

var utf16ToUtf8 = function (utf16Str) {
var utf8Arr = [];
var byteSize = 0;
var tempList = [];
for (var i = 0; i < utf16Str.length; i++) {
    //獲取字符Unicode碼值
    var code = utf16Str.charCodeAt(i);

    //若是碼值是1個字節的範圍，則直接寫入
    if (code >= 0x00 && code <= 0x7f) {
        byteSize += 1;
        utf8Arr.push(code);

        //若是碼值是2個字節以上的範圍，則按規則進行填充補碼轉換
    } else if (code >= 0x80 && code <= 0x7ff) {
        byteSize += 2;
        utf8Arr.push((192 | (31 & (code >> 6))));
        utf8Arr.push((128 | (63 & code)))
    } else if ((code >= 0x800 && code <= 0xd7ff)
        || (code >= 0xe000 && code <= 0xffff)) {
        byteSize += 3;
        utf8Arr.push((224 | (15 & (code >> 12))));
        utf8Arr.push((128 | (63 & (code >> 6))));
        utf8Arr.push((128 | (63 & code)))
    } else if(code >= 0x10000 && code <= 0x10ffff ){
        byteSize += 4;
        utf8Arr.push((240 | (7 & (code >> 18))));
        utf8Arr.push((128 | (63 & (code >> 12))));
        utf8Arr.push((128 | (63 & (code >> 6))));
        utf8Arr.push((128 | (63 & code)))
    }
}
var toBin = (n) => {
if(n == 0) return '0';
    var res = '';  
    while(n != 0) {
        res = n % 2 + res
        n = parseInt(n / 2)
        }  
    return res;
}
utf8Arr.forEach(element => {
   tempList.push(toBin(element)) 
});
return tempList.join('')
}