python自定义解决base64编码

前瞻知识

先来了解一下，base64编码是个什么东东啊。官方解释来一波：

可以将任意的字节数组数据，通过算法，生成只有（大小写英文、数字、+、/）（一共64个字符）内容表示的字符串数据。即将任意的内容转换为可见的字符串形式。

学技术的同学对编码大概都有些了解，比如常见的utf-8，gbk等等。那么为什么又搞出来个base64呢，搞心态？显然不是，你得相信，在互联网行业中，无论是网络技术，还是算法技术，还是开发技术，任何一种技术，都有其产生的缘由，都是未解决在技术发展过程中解决某种问题而生的。话不多说

以前发送邮件只支持可见字符的传送。由此，需要有一个方法将不可见的字符转换为可见的字符，便产生了Base64编码算法

OK，了解了这些以后，我们就来探讨一下，base64编码的算法如何：

1、将数据按照 3个字节一组的形式进行处理，每三个字节在编码之后被转换为4个字节。即：如果一个数据有6个字节，可编码后将包含6/3*4=8个字节
2、当数据的长度无法满足3的倍数的情况下，最后的数据需要进行填充操作，即补“=” ，这里“=”是填充字符，不要理解为第65个字符

文字描述莫得感情，上图：

三字节转四字节1
三字节转四字节2

简单来说，将三字节的二进制码转换为二进制流，从流中，依次截取6位可分隔为4段，每一段前补两个零。此时三字节奇妙的被转化为四字节。如果原始数据最后无法凑成3个字节，则补填充，以“=”作为替换，代表没有数据。
下边我们来看看三字节转换为四字节之后，又需要怎么对应b64编码，令人感到十分兴奋的是，并无复杂算法，直接给出索引表，每一位字节转换为十进制之后，对号入座即可

Base64编码索引表

热菜

好了，话不多说，该上热乎乎的代码了。

def base64Encode(string):
    oldBin = ""
    tempStr = []
    result = ""
    base64_list = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/" 
    # 一共要八位不够补零 得到2进制值的字符串流
    for ch in string:
        print(ch)
        print("{:08}".format(int(str(bin(ord(ch))).replace("0b", ""))))
        oldBin += "{:08}".format(int(str(bin(ord(ch))).replace("0b", "")))

    # 通过切片将每6位合并得到的字符串放在列表中   {:<06}左对齐  不够补零  主要是为了最后不够6位
    for i in range(0, len(oldBin), 6):
        tempStr.append("{:<06}".format(oldBin[i:i + 6]))
    print(tempStr)

    # 每六位 换成十进制 索引到b64列表
    for item in tempStr:
        result = result + base64_list[int(item, 2)]

    # 假如结果不是4的倍数  用等号补齐
    if len(result) % 4 == 2:
        result += "=="
    elif len(result) % 4 == 3:
        result += "="
    return result

print(base64Encode("AE86"))

此时手快的兄弟大概已经run了，结果大致如下：

结果图

这时候就有人要问了，A的二进制是怎么来的，其实是根据A的ASCII码值而来，可以亲手试试，其余同理。那又有人问了，英文的ASCII好说，查个表啥都有。那中文你怎么破。你还别说，我还真遇到坑了，后续再说。现在我们先来逆向思维，从上往下，来解个码。

def base64Decode(string):
    result = []
    string = string.strip("=")
    binstr = ""
    bin6list = []
    bin8list = []
    base64_list = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/"  

    # 还原出6位二进制列表
    for ch in string:
        bin6list.append("{:>06}".format(str(bin(base64_list.index(ch)).replace("0b", ""))))

    # 还原出到2进制值的字符串流
    binstr = "".join(bin6list)

    # 还原出到8位2进制值的字符串列表
    for i in range(0, len(binstr), 8):
        bin8list.append(binstr[i:i + 8])

    # 根据ascall值得出原字符 最后一个item全是多余的0
    for item in range(len(bin8list) - 1):
        result.append(chr(int(bin8list[item], 2)))
    return "".join(result)
print(base64Decode("QUU4Ng=="))

轻轻一run，结果令人舒畅，最后一组零，无需担心，它本就是多余的（编码时补充的）

解码结果

好了，到现在为止，英文我们实现了基本的编码解码，虽然代码粗糙，总归结果令人满意。现在我们来讨论一下中文，接着前文话题，中文的ASCII码怎么解决？python总是考虑的很多。ord方法 用在英文上 返回的是ascii码值，而用在中文上返回的就是 unicode值。没错，完美解决中文编码的时候编码。但是问题还是来了，当你解码的时候，chr（）方法只能返回ascii码，因此在解码中文编的码时就无法正常解码了。网查，讨论，均未解决。留着以后有大佬指点。
最后来个小惊喜

import base64
print(base64.b64encode("AE86".encode("utf-8")))
print(base64.b64decode("QUU4Ng=="))

自己运行吧，不要骂娘就行。你是否感受到python的美丽了，短短一行代码，寥寥几个字母，跟开玩笑一样。我当时惊呆了。好吧，我是确实知道有这个库，自己费费劲自定义一个，深入了解了解编码细则，再看看源码受受打击，一天就过去了哈哈，继续加油吧！！！

附：在线编码解码b64“https://base64.us/”