Base64是一種用64個字符來表示任意二進制數據的方法。

用記事本打開exe、jpg、pdf這些文件時，我們都會看到一大堆亂碼，因為二進制文件包含很多無法顯示和打印的字符，所以，如果要讓記事本這樣的文本處理軟件能處理二進制數據，就需要一個二進制到字符串的轉換方法。Base64是一種最常見的二進制編碼方法。

一、編碼規則

所謂Base64，就是說選出64個字符----小寫字母a-z、大寫字母A-Z、數字0-9、符號"+"、"/"（再加上作為墊字的"="，實際上是65個字符）----作為一個基本字符集。然后，其他所有符號都轉換成這個字符集中的字符。

具體來說，轉換方式可以分為四步。

• 第一步，將每三個字節作為一組，一共是24個二進制位。
• 第二步，將這24個二進制位分為四組，每個組有6個二進制位。
• 第三步，在每組前面加兩個00，擴展成32個二進制位，即四個字節。
• 第四步，根據下表，得到擴展后的每個字節的對應符號，這就是Base64的編碼值。

注：BASE64字符表：ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/

Base64 編碼表ValueCharValueCharValueCharValueChar

			0	A	16	Q	32	g	48	w
			1	B	17	R	33	h	49	x
			2	C	18	S	34	i	50	y
			3	D	19	T	35	j	51	z
			4	E	20	U	36	k	52	0
			5	F	21	V	37	l	53	1
			6	G	22	W	38	m	54	2
			7	H	23	X	39	n	55	3
			8	I	24	Y	40	o	56	4
			9	J	25	Z	41	p	57	5
			10	K	26	a	42	q	58	6
			11	L	27	b	43	r	59	7
			12	M	28	c	44	s	60	8
			13	N	29	d	45	t	61	9
			14	O	30	e	46	u	62	+
			15	P	31	f	47	v	63	/

因為，Base64將三個字節轉化成四個字節，所以Base64編碼后的文本，會比原文本大出三分之一左右。

舉一個具體的實例，演示英語單詞Man如何轉成Base64編碼。

文本ASCII編碼二進制位索引Base64編碼

M								a								n
77								97								110
0	1	0	0	1	1	0	1	0	1	1	0	0	0	0	1	0	1	1	0	1	1	1	0
19						22						5						46
T						W						F						u

• 第一步，"M"、"a"、"n"的ASCII值分別是77、97、110，對應的二進制值是01001101、01100001、01101110，將它們連成一個24位的二進制字符串010011010110000101101110。
• 第二步，將這個24位的二進制字符串分成4組，每組6個二進制位：010011、010110、000101、101110。
• 第三步，在每組前面加兩個00，擴展成32個二進制位，即四個字節：00010011、00010110、00000101、00101110。它們的十進制值分別是19、22、5、46。
• 第四步，根據上表，得到每個值對應Base64編碼，即T、W、F、u。

因此，Man的Base64編碼就是TWFu。

我們看看另外不是剛好是3個字節的情況！?

文本（1 Byte）二進制位二進制位（補0）Base64編碼文本（2 Byte）二進制位二進制位（補0）Base64編碼

A
0	1	0	0	0	0	0	1
0	1	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0
Q						Q						=						=
B								C
0	1	0	0	0	0	1	0	0	1	0	0	0	0	1	1			x	x	x	x	x	x
0	1	0	0	0	0	1	0	0	1	0	0	0	0	1	1	0	0	x	x	x	x	x	x
Q						k						M						?=

因此，A的Base64編碼就是QQ==,BC的Base64編碼就是QkM=

?

二、解碼規則

??????解碼過程就是把4個字節再還原成3個字節再根據不同的數據形式把字節數組重新整理成數據。

三、Java實現Base64

public class Base64Utils {/*** 將一個字節數組轉換成base64的字符數組* * @param data* 字節數組* @return base64字符數組*/private static char[] encode(byte[] data) {char[] out = new char[((data.length + 2) / 3) * 4];for (int i = 0, index = 0; i < data.length; i += 3, index += 4) {boolean quad = false;boolean trip = false;int val = (0xFF & (int) data[i]);val <<= 8;if ((i + 1) < data.length) {val |= (0xFF & (int) data[i + 1]);trip = true;}val <<= 8;if ((i + 2) < data.length) {val |= (0xFF & (int) data[i + 2]);quad = true;}out[index + 3] = alphabet[(quad ? (val & 0x3F) : 64)];val >>= 6;out[index + 2] = alphabet[(trip ? (val & 0x3F) : 64)];val >>= 6;out[index + 1] = alphabet[val & 0x3F];val >>= 6;out[index + 0] = alphabet[val & 0x3F];}return out;}/*** 將一個base64字符數組解碼成一個字節數組* * @param data* base64字符數組* @return 返回解碼以后的字節數組*/private static byte[] decode(char[] data) {int len = ((data.length + 3) / 4) * 3;if (data.length > 0 && data[data.length - 1] == '=')--len;if (data.length > 1 && data[data.length - 2] == '=')--len;byte[] out = new byte[len];int shift = 0;int accum = 0;int index = 0;for (int ix = 0; ix < data.length; ix++) {int value = codes[data[ix] & 0xFF];if (value >= 0) {accum <<= 6;shift += 6;accum |= value;if (shift >= 8) {shift -= 8;out[index++] = (byte) ((accum >> shift) & 0xff);}}}if (index != out.length)throw new Error("miscalculated data length!");return out;}/*** base64字符集 0..63*/static private char[] alphabet = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/=".toCharArray();/*** 初始化base64字符集表*/static private byte[] codes = new byte[256];static {for (int i = 0; i < 256; i++)codes[i] = -1;for (int i = 'A'; i <= 'Z'; i++)codes[i] = (byte) (i - 'A');for (int i = 'a'; i <= 'z'; i++)codes[i] = (byte) (26 + i - 'a');for (int i = '0'; i <= '9'; i++)codes[i] = (byte) (52 + i - '0');codes['+'] = 62;codes['/'] = 63;}/*** 將字符串通過base64轉碼* @param str 要轉碼的字符串* @return 返回轉碼后的字符串*/public static String strToBase64Str(String str){return new String(encode(str.getBytes()));}/*** 將base64碼反轉成字符串* @param base64Str base64碼* @return 返回轉碼后的字符串*/public static String base64StrToStr(String base64Str){char[] dataArr = new char[base64Str.length()];base64Str.getChars(0, base64Str.length(), dataArr, 0);return new String(decode(dataArr));}/*** 將字節數組通過base64轉碼* @param byteArray 字節數組* @return 返回轉碼后的字符串*/public static String byteArrayToBase64Str(byte byteArray[]){return new String(encode(byteArray));}/*** 將base64碼轉換成字節數組* @param base64Str base64碼* @return 返回轉換后的字節數組*/public static byte[] base64StrToByteArray(String base64Str){char[] dataArr = new char[base64Str.length()];base64Str.getChars(0, base64Str.length(), dataArr, 0);return decode(dataArr);}/*** @param args* @throws UnsupportedEncodingException */public static void main(String[] args) throws Exception {String strSrc = "Man";String strOut = Base64Utils.strToBase64Str(strSrc);System.out.println("源字符串 "+strSrc+" 的Base64碼是："+strOut);String strOut2 = Base64Utils.base64StrToStr(strOut);System.out.println("Base64碼 "+strOut+" 的對應源字符串為："+strOut2); byte[] inByteArray={'a','b','c'};String base64Str=Base64Utils.byteArrayToBase64Str(inByteArray);StringBuilder sb=new StringBuilder();sb.append('[');for (int i = 0; i < inByteArray.length; i++) {sb.append(inByteArray[i]+" ");}sb.append(']');System.out.println("字節數組："+sb+" 的Base64碼是："+base64Str);byte[] outByteArray=Base64Utils.base64StrToByteArray(base64Str);StringBuilder sb2=new StringBuilder();sb2.append('[');for (int i = 0; i < outByteArray.length; i++) {sb2.append(outByteArray[i]+" ");}sb2.append(']');System.out.println("Base64碼為"+base64Str+" 的對應字節數組為："+sb2);} }

運行效果如下：

源字符串 Man 的Base64碼是：TWFu Base64碼 TWFu 的對應源字符串為：Man 字節數組：[97 98 99 ] 的Base64碼是：YWJj Base64碼為YWJj 的對應字節數組為：[97 98 99 ]

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? 作者：歐陽鵬? 歡迎轉載，與人分享是進步的源泉！

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的我的Java开发学习之旅------Base64的编码思想以及Java实现的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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