java 自定义实现base64编码转换

　　1.base64编码转换

　　　　　所谓base64编码，即按照规则把字符转化为"ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/"这个字符集中的字符。具体规则如下：

　　a.把每3个字节为一组，共24bit。每6bit一小组，每组前面加00,变为32bit。这样3个字节被扩展成了4个节，按照上面字符集编码。

　　b.如果字节数不足3:

　　　　　　　　　　1)当字节数为2时，共16bit。每6bit一小组，最后一组即只有4bit，则不止前面加00以外,后面也要补00,按照上面字符集编码，末尾补=。

　　　　　　　　　　2）当字节数为1时,共8bit。每6bit一小组，最后一组即只有2bit，则不止前面加00以外，后面也要补0000,按照上面字符集编码,末尾补==.。

　　2.计算机如何表示负数。(以byte基本类型为例）

　　　　　在java中一个byte为一个字节共8bit，可表示范围00000000——11111111(0～255)。在计算机中把0——01111111表示为0～127,把10000000——11111111表示为-128 ～-1。那么这样如-127+127,即01111111+10000001=100000000，相加等于模(256)，即互为补码。

　　3.java位运算。

　　　　在java中(加，减，乘，除，右移，左移，无符号右移，位与，位或，位异或)操作，均会是首先将byte,short,char转化为int，再进行相应运算。举例：

　　　　　

public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		byte s1 = (byte) 0xFF;// -1
		byte s2 = (byte) 0x80;// -128
		 System.out.println((byte)(s1+s2));//s1+s2=-129,强制转化为byte，此时溢出，java处理溢出（+-）256*n,256为byte类型的模，则结果为-129+256=127;
		byte s5 = -28;
		System.out.println(s5 << 2);// 结果为-112, 先转换为int类型，右边补0,高位舍弃
		System.out.println(s5>>2);//结果为-7,先转换为int类型，高位补符号位，低位舍弃
		System.out.println(s5>>>2);//结果为1073741817,先转换为int类型，高位补0,低位舍弃
		System.out.println((s5&0xFC)>>2);
	}
}

　　4.java实现base64编码方式

　　　　

/**
 * @author zyw 2017年2月21日
 */
package test;

import java.io.UnsupportedEncodingException;

/**
 * 1.补码 2.位运算 3.base64
 *
 * @description 学习base64加密 第一步，将每三个字节作为一组，一共是24个二进制位。
 *              第二步，将这24个二进制位分为四组，每个组有6个二进制位。 第三步，在每组前面加两个00，扩展成32个二进制位，即四个字节。
 *
 */
public class Base64 {
	static private final int SIXTEENBIT = 16;
	static private final int EIGHTBIT = 8;
	static private final char PAD = '=';
	public static void main(String[] args) throws UnsupportedEncodingException {
		System.out.println(Base64.toBase64("中国fggfgfgf234234%#$%^#$$", "UTF-8"));//5Lit5Zu9ZmdnZmdmZ2YyMzQyMzQlIyQlXiMkJA==
	}
	/**
	 * base64加密
	 * @param str
	 * @param charsetName
	 * @return
	 * @throws UnsupportedEncodingException
	 */
	public static String toBase64(String str, String charsetName) throws UnsupportedEncodingException {
		if (str.length() < 0)
			return "";
		byte[] text = str.getBytes(charsetName);
		char[] base = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/".toCharArray();// 加密
		int lengthDataBits = text.length * 8;
		int fewerThan24bits = lengthDataBits % 24;// 加密字符串长度是否超过24
		int numberTriplets = lengthDataBits / 24;
		int number = fewerThan24bits != 0 ? numberTriplets + 1 : numberTriplets;// 计算字符串加密后字符总个数
		char[] toBase64Text = new char[number * 4];// 用来保存结果
		byte s1, s2, s3;
		int index = 0, order = 0;
		for (int i = 0; i < numberTriplets; i++) {
			s1 = text[index++];
			s2 = text[index++];
			s3 = text[index++];
			toBase64Text[order++] = base[(s1 & 0xFC) >> 2];// 第一个6位
			toBase64Text[order++] = base[((s1 & 0x03) << 4) + ((s2 & 0xF0) >> 4)];// 第二个6位
			toBase64Text[order++] = base[((s2 & 0x0F) << 2) + ((s3 & 0xC0) >> 6)];// 第三个6位
			toBase64Text[order++] = base[s3 & 0x3f];// 第四个6位
		}
		/**
		 * 一个字节的情况：将这一个字节的8个二进制位最后一组除了前面加二个0以外，后面再加4个0。这样得到一个二位的Base64编码，
		 * 再在末尾补上两个"="号。
		 */
		if (fewerThan24bits == EIGHTBIT) {
			byte last = text[index++];
			toBase64Text[order++] = base[(last & 0xFC) >> 2];
			toBase64Text[order++] = base[((last & 0x03) << 4)];
			toBase64Text[order++] = PAD;
			toBase64Text[order++] = PAD;
		}
		/**
		 * 二个字节的情况：将这二个字节的一共16个二进制位,转成三组，最后一组除了前面加两个0以外，后面也要加两个0。
		 * 这样得到一个三位的Base64编码，再在末尾补上一个"="号。
		 */
		if (fewerThan24bits == SIXTEENBIT) {
			s1 = text[index++];
			s2 = text[index++];
			toBase64Text[order++] = base[(s1 & 0xFC) >> 2];
			toBase64Text[order++] = base[(s1 & 0x03) << 4 + ((s2 & 0xF0) >> 4)];
			toBase64Text[order++] = base[(s2 & 0x0f) << 2];
			toBase64Text[order++] = PAD;
		}
		return new String(toBase64Text);
	}
}