什么是Base64编码？
Base64是一种基于64个可打印字符来表示二进制数据的编码方式，常用于在需要传输或存储二进制数据（如图片、文件）但环境仅支持文本数据的场景（如电子邮件、JSON、XML）。其核心思想是将每3字节（24位）的二进制数据转换为4组6位（共24位）的数值，每组映射到一个Base64字符表中的字符，最终生成ASCII字符串。
特点：
- 字符集：包含A-Z、a-z、0-9、+、/，共64个字符。
- 填充符：当原始数据字节数非3的倍数时，用=补齐至4字节的倍数。
- 用途：解决二进制数据在文本协议中的传输问题，但会增大数据体积（约33%）。
编码方法
- 分组：将原始数据按3字节分组（不足3字节时补0）。
- 转换：每组3字节（24位）拆分为4组6位（每6位对应一个Base64字符）。
- 映射：将6位数值映射到Base64字符表（索引0-63）。
- 填充：若原始数据字节数非3的倍数，用
=填充输出至4字节倍数。
示例：
- 原始数据：Man（ASCII码：77, 97, 110）
- 二进制分组：01001101 01100001 01101110
- 拆分为6位：010011 010110 000101 101110
- 映射字符：TWFu
解码方法
- 去除填充：移除末尾的
=。 - 分组：将Base64字符串按4字符分组。
- 转换：每组4字符映射回6位二进制，合并为24位。
- 还原：将24位拆分为3字节（原始数据）。
示例：
- Base64字符串：TWFu
- 映射二进制：010011 010110 000101 101110
- 合并为：01001101 01100001 01101110
- 还原ASCII：Man
编码与解码的注意事项
- 字符集一致性：编码和解码必须使用相同的Base64字符表（标准或URL安全变体）。
- 填充符处理：解码时需正确移除或识别填充符
=。 - 数据完整性：传输过程中需确保Base64字符串未被截断或篡改。
示例代码（Python）
编码：
```python
import base64
data = b'Man'
encoded = base64.b64encode(data).decode('utf-8')
print(encoded) # 输出：TWFu
```
解码：
```python
import base64
encoded = 'TWFu'
decoded = base64.b64decode(encoded)
print(decoded) # 输出：b'Man'
```
Base64编码通过将二进制数据转换为文本格式，解决了文本协议中传输二进制数据的兼容性问题。其核心是6位分组与字符映射，需注意填充符处理和数据完整性。尽管实现简单，但会增大数据体积，适用于小数据量场景（如嵌入JSON的图片）。
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