Base64 编码与长度

什么是 Base64 编码？

Base64 是一种编码方式，将任意字节序列转换为由字符组成的字符串，可用于在网络上传输二进制数据或存储在文本文件中。

这种编码方式由于使用了 64 个字符（A-Z、a-z、0-9、+ 和 /），因此被称为 Base64。

Base64 编码的长度规律

Base64 编码后的字符串长度受编码字节长度影响，编码长度和原字节长度的关系可以用下面的公式来计算：

Base64 编码长度 = ceil(n/3) * 4

其中 ceil 为向上取整函数，n 为原字节长度。

以字符串 "hello" 为例，它的长度为 5（包含一个空格），每个字符对应的 ASCII 码值如下：

104 101 108 108 111

将这些 ASCII 码值转换为二进制形式得到：

01101000 01100101 01101100 01101100 01101111

将这些 8 位二进制数按照每 6 位一组进行分组，得到 6 个数，不足 6 位的在末尾补0，得到：

011010 000110 010101 101100 011011 000110 1111 000000

将这些 6 位二进制数转换为 Base64 编码对应的字符，得到：

aGVoZWw=

可以发现，将 5 个 ASCII 码值编码成 Base64，其长度为 8，7，8，8，8，共 39 位，符合 Base64 编码长度规律。

Base64 编码的应用

Base64 编码常用于将二进制文件编码成文本字符串，可用于电子邮件、HTTP、HTML、XML 等应用。在图片 base64 编码后，可以通过 data URI 方案在网页中嵌入图片，使网页加载速度更快。

在 Python 中，可以使用 base64 模块进行 Base64 编码和解码操作：

import base64

text = b"hello"
b64text = base64.b64encode(text)
print(b64text)  # b'aGVsbG8='

original = base64.b64decode(b64text)
print(original)  # b'hello'

以上代码中，b64encode 和 b64decode 分别用于 Base64 编码和解码操作。注意，传入的参数必须是 bytes 类型。

总结

Base64 编码可以将任意二进制数据转换成文本字符串进行传输，具有广泛的应用场景。它的编码长度规律可以通过公式进行计算，在实际应用过程中，需要注意编码和解码的数据类型以及长度的变化。