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Base64编码的原理是按bit将每6个bit转换成Base64编码表中的相应字符。下面是Base64的编码表：
0 A 17 R 34 i 51 z
1 B 18 S 35 j 52 0
2 C 19 T 36 k 53 1
3 D 20 U 37 l 54 2
4 E 21 V 38 m 55 3
5 F 22 W 39 n 56 4
6 G 23 X 40 o 57 5
7 H 24 Y 41 p 58 6
8 I 25 Z 42 q 59 7
9 J 26 a 43 r 60 8
10 K 27 b 44 s 61 9
11 L 28 c 45 t 62 +
12 M 29 d 46 u 63 /
13 N 30 e 47 v
14 O 31 f 48 w
15 P 32 g 49 x
16 Q 33 h 50 y
在转换到最后一个字节时，可能出现如下两种情况：
1. 最后只剩下2个bit。
2. 最后只剩下4个bit。
对于这两种情况，需要在后面被0，如下面的两个字节：
<!--<br /> <br /> Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br /> http://www.CodeHighlighter.com/<br /> <br /> -->
11011001
11011101
在转换上面的字节时，最后会剩下4个bit。也就是1101，这时需要在后面补0，也就是变成了110100。如果后面补一对0，转换结果后面加一个“=”，如果补两对0，加两个“=”，也就是总共的bit数除3的余数为1，则加一个“=”，余数为2，加两个“=”。上面的两个字节是16个bit，除3的余数是1，因此，需要补一个“=”，也就是将这两个字节分成如下三组：
<!--<br /> <br /> Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br /> http://www.CodeHighlighter.com/<br /> <br /> -->
110110
011101
110100
其中110100后面两个0是补的，因此，查找上面的base64编码表可将这两个字节转换成如下的Base64编码：
<!--<br /> <br /> Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br /> http://www.CodeHighlighter.com/<br /> <br /> -->
2d0
=
下面我们来实现这个算法。算法的基本原理如下：
由于每次转换都需要6个bit，而这6个bit可能都来自一个字节，也可以来自前后相临的两个字节。定义两个变量：prevByteBitCount和nextByteBitCount，这两个变量分别表述从前一个和后一个节字取得的bit数。如果prevByteBitCount为0，表示6个bit全部来自下一个字节的高6位。如果nextByteBitCount = 0，表示6个bit全部来自前一个字节的低6位。最后通过适当的移位获得所需要的6个bit，再在上面的base64编码表中查找相应的字符。算法的实现代码如下：
<!--<br /> <br /> Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br /> http://www.CodeHighlighter.com/<br /> <br /> -->
public
static
Stringencoder(
byte
[]bytes) { StringBuilderresult
=
new
StringBuilder(); Stringbase64
=
"
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/
"
;
//
prevByteBitCount表示从前一个字节取得的bit数，nextByteBitCount表示从后一个字节取得的bit数
int
prevByteBitCount
=
0
,nextByteBitCount
=
6
;
//
i表示当前的数组索引，n表示已经处理的位数
int
i
=
0
,n
=
0
;
//
byteCount表示总的位数
int
byteCount
=
8
*
bytes.length;
byte
b
=
0
;
while
(
true
) {
//
处理从前后两个字节取得位数的情况
if
(prevByteBitCount
>
0
&&
nextByteBitCount
>
0
) {
//
将前一个字节的低位向左移nextByteBitCount个bit，并使下一个字节的高位（nextByteBitCount指定的位数）右移到字节的最低位，
//
然后将两个位移结果进行逻辑或，也就是将从前一个字节和后一个字节取得的相应的bit合并为一个字节的低位
b
=
(
byte
)(((
0xff
&
bytes[i])
<<
nextByteBitCount)
|
((
0xff
&
bytes[i
+
1
])
>>
(
8
-
nextByteBitCount)));
//
将逻辑或后的结果的最高两个bit置成0
b
=
(
byte
)(b
&
0x3f
); prevByteBitCount
=
8
-
nextByteBitCount; nextByteBitCount
=
6
-
prevByteBitCount; }
//
处理从后一个字节取得高6位的情况
else
if
(prevByteBitCount
==
0
) {
//
后一个字节的高6位右移动低6位
b
=
(
byte
)((
0xff
&
bytes[i])
>>
(
8
-
nextByteBitCount));
//
处理后面的位时，就是从前一个字节取2个bit，从后一个字字取4个bit
prevByteBitCount
=
2
; nextByteBitCount
=
4
; }
//
处理从前一个字节取得低6位的情况
else
if
(nextByteBitCount
==
0
) {
//
将前一个字节的最高两个bit置成0
b
=
(
byte
)(
0x3f
&
bytes[i]);
//
处理后面的位时，从后一个字节取6个bit
prevByteBitCount
=
0
; nextByteBitCount
=
6
; } result.append(base64.charAt(b)); n
+=
6
; i
=
n
/
8
;
int
remainBitCount
=
byteCount
-
n;
if
(remainBitCount
<
6
) {
//
将剩余的bit补0后，仍然需要在base64编码表中查找相应的字符，并添加到结果字符串的最后
if
(remainBitCount
>
0
) { b
=
bytes[bytes.length
-
1
]; b
=
(
byte
)(
0x3f
&
(b
<<
(
6
-
remainBitCount))); result.append(base64.charAt(b)); }
break
; } }
//
如果总bit数除3的余数为1，加一个“=”，为2，加两个“=”
n
=
byteCount
%
3
;
for
(i
=
0
;i
<
n;i
++
) result.append(
"
=
"
);
return
result.toString(); }
最后可以使用下面的代码来验证encoder方法的正确性：
<!--<br /> <br /> Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br /> http://www.CodeHighlighter.com/<br /> <br /> -->
Strings
=
"
中华人民共和国
"
;
byte
[]bytes
=
s.getBytes(
"
UTF-8
"
); System.out.println(encoder(bytes));
//
使用jdk提供的base64转换类对字节数组进行base64编码
sun.misc.BASE64Encoderbase64Encoder
=
new
sun.misc.BASE64Encoder(); System.out.println(base64Encoder.encode(bytes));
上面的代码的执行结果如下：
<!--<br /> <br /> Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br /> http://www.CodeHighlighter.com/<br /> <br /> -->
5Lit5Y2O5Lq65rCR5YWx5ZKM5Zu9 5Lit5Y2O5Lq65rCR5YWx5ZKM5Zu9
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