Base64编码将每3个字节转为4个可打印字符，不足时用’=’填充；C++可通过查表法实现编码与解码，编码时每24位拆为4个6位索引，解码时逆向合并6位块恢复原始数据。
Base64 是一种常见的编码方式，用于将二进制数据转换为可打印的 ASCII 字符串，常用于网络传输或文本格式（如 JSON、xml）中嵌入二进制内容。C++ 中没有内置的 Base64 编解码函数，但可以通过查表法轻松实现一个简单版本。
Base64 编码原理
Base64 使用 64 个可打印字符来表示数据：
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/
每 3 个字节的二进制数据（共 24 位）被拆分为 4 组，每组 6 位，对应一个 Base64 字符。如果原始数据长度不是 3 的倍数，则用 ‘=’ 进行填充。
编码过程如下：
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- 读取 3 个字节（24 位）
- 拆成 4 个 6 位的块
- 每个 6 位块作为索引查找 Base64 字符表
- 不足 3 字节时补 0，并在结果末尾添加 ‘=’ 填充
C++ 实现 Base64 编码
以下是简单的 Base64 编码函数：
const char* base64_chars = “ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/”;
std::String base64_encode(const unsigned char data, size_t len) { std::string ret; int i = 0; while (len–) { unsigned char octet_a = i % 3 != 0 ? 0 : data[i / 3 3]; unsigned char octet_b = i % 3 == 1 ? data[i / 3 3 + 1] : 0; unsigned char octet_c = i % 3 == 2 ? data[i / 3 3 + 2] : 0;
unsigned int triple = (octet_a << 16) + (octet_b << 8) + octet_c; ret += base64_chars[(triple >> 18) & 0x3F]; ret += base64_chars[(triple >> 12) & 0x3F]; if (i % 3 != 0) ret.back() = '='; if (i % 3 != 1) ret.back() = '='; i++; } return ret;
}
上面代码逻辑有些混乱，下面是更清晰的实现方式：
std::string base64_encode(const unsigned char* data, size_t len) { std::string encoded; encoded.reserve(((len + 2) / 3) * 4);
for (size_t i = 0; i < len; i += 3) { unsigned int n = (data[i] << 16) | ((i + 1 < len) ? data[i + 1] << 8 : 0) | ((i + 2 < len) ? data[i + 2] : 0); encoded += base64_chars[(n >> 18) & 0x3F]; encoded += base64_chars[(n >> 12) & 0x3F]; encoded += (i + 1 < len) ? base64_chars[(n >> 6) & 0x3F] : '='; encoded += (i + 2 < len) ? base64_chars[n & 0x3F] : '='; } return encoded;
}
C++ 实现 Base64 解码
解码是编码的逆过程。先将每个 Base64 字符映射回 6 位整数，再合并成原始字节。
inline bool is_base64(unsigned char c) { return (isalnum(c) || (c == ‘+’) || (c == ‘/’)); }
std::vector
while (in_idx < in_len && encoded[in_idx] != '=') { unsigned int block = 0; int block_len = 0; do { unsigned char c = encoded[in_idx++]; if (!is_base64(c)) break; block = (block << 6) | (c <= 'Z' ? c - 'A' : c <= 'z' ? c - 'a' + 26 : c <= '9' ? c - '0' + 52 : c == '+' ? 62 : 63); block_len++; } while (in_idx < in_len && encoded[in_idx] != '=' && block_len < 4); while (block_len-- > 1) { decoded.push_back((block >> (block_len * 6)) & 0xFF); } } return decoded;
}
也可以使用查找表优化性能：
int decode_table[256]; void init_decode_table() { for (int i = 0; i
然后在解码函数中直接使用 decode_table[c] 获取值。
使用示例
int main() { std::string text = “Hello World!”; auto encoded = base64_encode(reinterpret_cast
std::cout << "Original: " << text << "n"; std::cout << "Encoded : " << encoded << "n"; std::cout << "Decoded : " << result << "n"; return 0;
}
输出：
Original: Hello World! Encoded : SGVsbG8gV29ybGQh Decoded : Hello World!
基本上就这些。这个实现虽然不追求极致性能，但足够清晰、可靠，适合学习和小型项目使用。