文件流转base64

一、base64的概念

Base64是一种基于64个可打印字符来表示二进制数据的方法。由于计算机只认识二进制数据，而文本数据是以ASCII码形式存储，所以需要将文本转化为二进制数据进行传输或存储。而Base64编码就是一种将二进制数据转换为文本数据的方法，其基本原理是将3个字节的二进制数据编码成4个字节的文本数据。这样，8位的二进制数据就可以用6位的文本数据来表示，也就是将数据压缩约25%

二、文件流的概念

文件流指的是将数据以流的形式从一个文件中读取或写入到另一个文件中。它有输入和输出两种方式。输入文件流是将内容从文件中读取到内存中，输出文件流则是将内存中的内容写入到文件中。文件流可以处理不同类型的文件，包括文本文件、二进制文件等。

三、文件流转base64的原理

将一个文件转成base64的过程可以分为以下三个步骤

其中第三步是整个转换过程的关键，需要使用特定的Base64编码算法进行转换。下面是一个示例的代码片段，实现将一个文件转化为base64格式：

#include 
#include 
#include 
using namespace std;

vector readFileToVector(const char* filename)
{
    ifstream fs(filename, ios::binary);
    if (!fs.is_open()) {
        cout << "File open failed" << endl;
        exit(1);
    }
    return vector((std::istreambuf_iterator(fs)), 
                                std::istreambuf_iterator());
}

string encodeBase64(const vector& bytes_to_encode)
{
    static const string base64_chars = 
             "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+";
    string encoded_string;
    int i = 0;
    int j = 0;
    unsigned char char_array_3[3];
    unsigned char char_array_4[4];

    for (const auto& byte_to_encode : bytes_to_encode) {
        char_array_3[i++] = byte_to_encode;
        if (i == 3) {
            char_array_4[0] = (char_array_3[0] >> 2);
            char_array_4[1] = ((char_array_3[0] & 0x03) << 4) + ((char_array_3[1] >> 4) & 0x0f);
            char_array_4[2] = ((char_array_3[1] & 0x0f) << 2) + ((char_array_3[2] >> 6) & 0x03);
            char_array_4[3] = char_array_3[2] & 0x3f;
            for (i = 0; i < 4; i++) {
                encoded_string += base64_chars[char_array_4[i]];
            }
            i = 0;
        }
    }
    if (i) {
        for (j = i; j < 3; j++) {
            char_array_3[j] = '\0';
        }
        char_array_4[0] = (char_array_3[0] >> 2);
        char_array_4[1] = ((char_array_3[0] & 0x03) << 4) + ((char_array_3[1] >> 4) & 0x0f);
        char_array_4[2] = ((char_array_3[1] & 0x0f) << 2) + ((char_array_3[2] >> 6) & 0x03);
        char_array_4[3] = char_array_3[2] & 0x3f;

        for (j = 0; j < i + 1; j++) {
            encoded_string += base64_chars[char_array_4[j]];
        }

        while (i++ < 3) {
            encoded_string += '=';
        }
    }
    return encoded_string;
}

int main()
{
    auto fileData = readFileToVector("file_path");
    auto encodedFile = encodeBase64(fileData);
    cout << encodedFile << endl;
    return 0;
}

四、常见的应用场景

将文件转成base64可以用来实现不同类型文件的网络传输或存储。由于网络传输时常会出现字符集的变化和数据转换的问题，使用Base64编码可以避免乱码的问题，同时也减小了数据在网络中的传输体积。

五、技术的局限性

将文件转换成Base64编码虽然可以保证文本数据在网络中传输或存储的正确性，但是也存在一些局限性。其中最突出的一个问题就是Base64编码会将二进制数据进行压缩，因此其体积会比原数据增加1/3左右。同时，由于将二进制数据转换成文本数据需要时间和计算，Base64编码的速度较慢。此外，在Base64编码过程中可能会出现源数据丢失、数据篡改、数据加密等问题。