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        文件流轉(zhuǎn)base64

        來(lái)源:千鋒教育
        發(fā)布人:xqq
        時(shí)間: 2023-11-21 03:49:51 1700509791

        一、base64的概念

        Base64是一種基于64個(gè)可打印字符來(lái)表示二進(jìn)制數(shù)據(jù)的方法。由于計(jì)算機(jī)只認(rèn)識(shí)二進(jìn)制數(shù)據(jù),而文本數(shù)據(jù)是以ASCII碼形式存儲(chǔ),所以需要將文本轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸或存儲(chǔ)。而B(niǎo)ase64編碼就是一種將二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為文本數(shù)據(jù)的方法,其基本原理是將3個(gè)字節(jié)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)編碼成4個(gè)字節(jié)的文本數(shù)據(jù)。這樣,8位的二進(jìn)制數(shù)據(jù)就可以用6位的文本數(shù)據(jù)來(lái)表示,也就是將數(shù)據(jù)壓縮約25%

        二、文件流的概念

        文件流指的是將數(shù)據(jù)以流的形式從一個(gè)文件中讀取或?qū)懭氲搅硪粋€(gè)文件中。它有輸入和輸出兩種方式。輸入文件流是將內(nèi)容從文件中讀取到內(nèi)存中,輸出文件流則是將內(nèi)存中的內(nèi)容寫(xiě)入到文件中。文件流可以處理不同類型的文件,包括文本文件、二進(jìn)制文件等。

        三、文件流轉(zhuǎn)base64的原理

        將一個(gè)文件轉(zhuǎn)成base64的過(guò)程可以分為以下三個(gè)步驟

        打開(kāi)文件流并讀取文件數(shù)據(jù)到內(nèi)存中 將文件數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)據(jù) 將二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為Base64編碼

        其中第三步是整個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程的關(guān)鍵,需要使用特定的Base64編碼算法進(jìn)行轉(zhuǎn)換。下面是一個(gè)示例的代碼片段,實(shí)現(xiàn)將一個(gè)文件轉(zhuǎn)化為base64格式:

        #include 
        #include 
        #include 
        using namespace std;
        
        vector readFileToVector(const char* filename)
        {
            ifstream fs(filename, ios::binary);
            if (!fs.is_open()) {
                cout << "File open failed" << endl;
                exit(1);
            }
            return vector((std::istreambuf_iterator(fs)), 
                                        std::istreambuf_iterator());
        }
        
        string encodeBase64(const vector& bytes_to_encode)
        {
            static const string base64_chars = 
                     "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+";
            string encoded_string;
            int i = 0;
            int j = 0;
            unsigned char char_array_3[3];
            unsigned char char_array_4[4];
        
            for (const auto& byte_to_encode : bytes_to_encode) {
                char_array_3[i++] = byte_to_encode;
                if (i == 3) {
                    char_array_4[0] = (char_array_3[0] >> 2);
                    char_array_4[1] = ((char_array_3[0] & 0x03) << 4) + ((char_array_3[1] >> 4) & 0x0f);
                    char_array_4[2] = ((char_array_3[1] & 0x0f) << 2) + ((char_array_3[2] >> 6) & 0x03);
                    char_array_4[3] = char_array_3[2] & 0x3f;
                    for (i = 0; i < 4; i++) {
                        encoded_string += 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] >> 2);
                char_array_4[1] = ((char_array_3[0] & 0x03) << 4) + ((char_array_3[1] >> 4) & 0x0f);
                char_array_4[2] = ((char_array_3[1] & 0x0f) << 2) + ((char_array_3[2] >> 6) & 0x03);
                char_array_4[3] = char_array_3[2] & 0x3f;
        
                for (j = 0; j < i + 1; j++) {
                    encoded_string += base64_chars[char_array_4[j]];
                }
        
                while (i++ < 3) {
                    encoded_string += '=';
                }
            }
            return encoded_string;
        }
        
        int main()
        {
            auto fileData = readFileToVector("file_path");
            auto encodedFile = encodeBase64(fileData);
            cout << encodedFile << endl;
            return 0;
        }
        

        四、常見(jiàn)的應(yīng)用場(chǎng)景

        將文件轉(zhuǎn)成base64可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)不同類型文件的網(wǎng)絡(luò)傳輸或存儲(chǔ)。由于網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)常會(huì)出現(xiàn)字符集的變化和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的問(wèn)題,使用Base64編碼可以避免亂碼的問(wèn)題,同時(shí)也減小了數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸體積。

        五、技術(shù)的局限性

        將文件轉(zhuǎn)換成Base64編碼雖然可以保證文本數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸或存儲(chǔ)的正確性,但是也存在一些局限性。其中最突出的一個(gè)問(wèn)題就是Base64編碼會(huì)將二進(jìn)制數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮,因此其體積會(huì)比原數(shù)據(jù)增加1/3左右。同時(shí),由于將二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成文本數(shù)據(jù)需要時(shí)間和計(jì)算,Base64編碼的速度較慢。此外,在Base64編碼過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)源數(shù)據(jù)丟失、數(shù)據(jù)篡改、數(shù)據(jù)加密等問(wèn)題。

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