base64和图片转换

Base64是一种8Bit字节数据的编码方式。

在参数传输的过程中经常遇到的一种情况：使用全英文的没问题，但一旦涉及到中文就会出现乱码情况。与此类似，网络上传输的字符并不全是可打印的字符，比如二进制文件、图片等。Base64的出现就是为了解决此问题，它是基于64个可打印的字符来表示二进制的数据的一种方法。

编码原理

Base64的原理比较简单，每当我们使用Base64时都会先定义一个类似这样的数组：

　　　char EncodeTable[] = {'A', 'B', 'C', ... 'a', 'b', 'c', ... '0', '1', ... '+', '/'};

　　　//下标0-25对应'A'-'Z'，26-51对应'a'-'z'，52-61对应'0'-'9'，62对应'+'，63对应'/'

这就是Base64编码的索引表，字符选用了"A-Z、a-z、0-9、+、/" 64个可打印字符，这是标准的Base64协议规定。在日常使用中我们还会看到“=”或“==”号出现在Base64的编码结果中，“=”在此是作为填充字符出现，后面会讲到。

具体转换步骤

　　第一步：将待转换的字符串每三个字节分为一组，每个字节占8bit，那么共有24个二进制位。

　　第二步：将上面的24个二进制位每6个一组，共分为4组。

　　第三步：在每组前面添加两个0，每组由6个变为8个二进制位，总共32个二进制位，即四个字节。

　　第四步：根据Base64编码索引表EncodeTable获得对应的值。

在上面的步骤中，将三个字节编码后会生成四个字节，内存空间增大了三分之一。为什么使用3个字节一组呢？因为6和8的最小公倍数为24，三个字节正好24个二进制位，每6个bit位一组，恰好能够分为4组。

示例

const char EncodeTable[] = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/";

具体分析：

　　第一步：'‰','P','N'对应的ASCII码值分别为137，80，78，对应的二进制值是10001001、01010000、01001110。如图第二三行所示，由此组成一个24位的二进制字符串。

　　第二步：如图红色框，将24位每6位二进制位一组分成四组。

　　第三步：在上面每一组前面补两个0，扩展成32个二进制位，此时变为四个字节：00100010、00010101、00000001、00001110。分别对应的值（Base64编码索引）为：34、21、1、14。

　　第四步：用上面的值在Base64编码表中进行查找，分别对应：i、V、B、O。因此“‰PN”Base64编码之后就变为：iVBO。

位数不足情况

上面是按照三个字节来举例说明的，如果字节数不足三个，那么该如何处理？

一个字节：一个字节共8个二进制位，依旧按照规则进行分组。此时共8个二进制位，每6个一组，则第二组缺少4位，用0补齐，得到两个Base64编码，而后面两组没有对应数据，都用“=”补上。因此，上图中“A”转换之后为“QQ==”；

两个字节：两个字节共16个二进制位，依旧按照规则进行分组。此时总共16个二进制位，每6个一组，则第三组缺少2位，用0补齐，得到三个Base64编码，第四组完全没有数据则用“=”补上。因此，上图中“BC”转换之后为“QKM=”；

注意事项

大多数编码都是由字符串转化成二进制的过程，而Base64的编码则是从二进制转换为字符串。与常规恰恰相反，

Base64编码主要用在传输、存储、表示二进制领域，不能算得上加密，只是无法直接看到明文。也可以通过打乱Base64编码来进行加密。

中文有多种编码（比如：utf-8、gb2312、gbk等），不同编码对应Base64编码结果都不一样。

延伸

上面我们已经看到了Base64就是用6位（2的6次幂就是64）表示字符，因此成为Base64。同理，Base32就是用5位，Base16就是用4位。大家可以按照上面的步骤进行演化一下。

代码实现

#include <tchar.h>
#include <windows.h>
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
#define CreateFile  CreateFileA

std::string Encode(const char* Data, int DataByte)
{
    //编码表
    const char EncodeTable[] = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/";
    //返回值
    string strEncode;
    unsigned char Tmp[4] = { 0 };
    int LineLength = 0;
    for (int i = 0; i < (int)(DataByte / 3); i++)
    {
        Tmp[1] = *Data++;
        Tmp[2] = *Data++;
        Tmp[3] = *Data++;
        strEncode += EncodeTable[Tmp[1] >> 2];
        strEncode += EncodeTable[((Tmp[1] << 4) | (Tmp[2] >> 4)) & 0x3F];
        strEncode += EncodeTable[((Tmp[2] << 2) | (Tmp[3] >> 6)) & 0x3F];
        strEncode += EncodeTable[Tmp[3] & 0x3F];
        if (LineLength += 4, LineLength == 76) { strEncode += "\r\n"; LineLength = 0; }
    }
    //对剩余数据进行编码
    int Mod = DataByte % 3;
    if (Mod == 1)
    {
        Tmp[1] = *Data++;
        strEncode += EncodeTable[(Tmp[1] & 0xFC) >> 2];
        strEncode += EncodeTable[((Tmp[1] & 0x03) << 4)];
        strEncode += "==";
    }
    else if (Mod == 2)
    {
        Tmp[1] = *Data++;
        Tmp[2] = *Data++;
        strEncode += EncodeTable[(Tmp[1] & 0xFC) >> 2];
        strEncode += EncodeTable[((Tmp[1] & 0x03) << 4) | ((Tmp[2] & 0xF0) >> 4)];
        strEncode += EncodeTable[((Tmp[2] & 0x0F) << 2)];
        strEncode += "=";
    }

    return strEncode;
}

std::string Decode(const char* Data, int DataByte, int& OutByte)
{
    //解码表
    const char DecodeTable[] =
    {
        0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
        0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
        62, // '+'  [43]
        0, 0, 0,
        63, // '/'  [47]
        52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, // '0'-'9'  [48-57]
        0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
        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, // 'A'-'Z'  [65-90]
        0, 0, 0, 0, 0, 0,
        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, // 'a'-'z'  [97-122]
    };
    //返回值
    string strDecode;
    int nValue;
    int i = 0;
    while (i < DataByte)
    {
        if (*Data != '\r' && *Data != '\n')
        {
            nValue = DecodeTable[*Data++] << 18;
            nValue += DecodeTable[*Data++] << 12;
            strDecode += (nValue & 0x00FF0000) >> 16;
            OutByte++;
            if (*Data != '=')
            {
                nValue += DecodeTable[*Data++] << 6;
                strDecode += (nValue & 0x0000FF00) >> 8;
                OutByte++;
                if (*Data != '=')
                {
                    nValue += DecodeTable[*Data++];
                    strDecode += nValue & 0x000000FF;
                    OutByte++;
                }
            }
            i += 4;
        }
        else// 回车换行,跳过
        {
            Data++;
            i++;
        }
    }
    return strDecode;
}

//以下是读写图片的调用代码：
bool ReadPhotoFile(std::string& strFileName, std::string &strData)
{
    HANDLE hFile;
    hFile = CreateFile(strFileName.c_str(), GENERIC_READ, 0, NULL, OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);

    if (hFile == INVALID_HANDLE_VALUE)
    {
        return false;
    }

    DWORD dFileSize = GetFileSize(hFile, NULL);
    char * pBuffer = new char[dFileSize + 1];

    if (pBuffer == NULL)
        return false;

    memset(pBuffer, 0, dFileSize);

    DWORD dReadSize(0);
    if (!ReadFile(hFile, pBuffer, dFileSize, &dReadSize, NULL))
    {
        delete[]pBuffer;
        CloseHandle(hFile);
        return false;
    }

    strData = "";
    strData = Encode((const char*)pBuffer, dReadSize);

    delete[]pBuffer;
    CloseHandle(hFile);
    return true;
}

bool WritePhotoFile(std::string& strFileName, std::string &strData)
{
    HANDLE hFile;
    hFile = CreateFile(strFileName.c_str(), GENERIC_WRITE, 0, NULL, CREATE_ALWAYS, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);

    if (hFile == INVALID_HANDLE_VALUE)
    {
        return false;
    }

    int datalen(0);
    DWORD dwritelen(0);
    std::string strdcode = Decode(strData.data(), strData.size(), datalen);
    if (!WriteFile(hFile, strdcode.data(), datalen, &dwritelen, NULL))
    {
        CloseHandle(hFile);
        return false;
    }
    CloseHandle(hFile);
    return true;
}

int main()
{
    //图片转base64
    string path("C:\\Users\\X\\Desktop\\test\\name.png");  //图片路径
    string data;    //转换后的字符串
    ReadPhotoFile(path, data);

    //base64转图片
    string strfilename("C:\\Users\\X\\Desktop\\test\\123.bmp");  //转换后的的图片的路径和格式（可改为其他格式）
    WritePhotoFile(strfilename, data);

    return 0;
}

Ascii码表：https://tool.ip138.com/ascii_code/

(参考博客：https://blog.csdn.net/my_angle2016/article/details/90371059)