java 自定義實現base64編碼轉換

　　1.base64編碼轉換

　　　　　所謂base64編碼，即按照規則把字元轉化為"ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/"這個字元集中的字元。具體規則如下：

　　a.把每3個位元組為一組，共24bit。每6bit一小組，每組前面加00,變為32bit。這樣3個位元組被擴展成了4個節，按照上面字元集編碼。

　　b.如果位元組數不足3:

　　　　　　　　　　1)當位元組數為2時，共16bit。每6bit一小組，最後一組即只有4bit，則不止前面加00以外,後面也要補00,按照上面字元集編碼，末尾補=。

　　　　　　　　　　2）當位元組數為1時,共8bit。每6bit一小組，最後一組即只有2bit，則不止前面加00以外，後面也要補0000,按照上面字元集編碼,末尾補==.。

　　2.電腦如何表示負數。(以byte基本類型為例）

　　　　　在java中一個byte為一個位元組共8bit，可表示範圍00000000——11111111(0～255)。在電腦中把0——01111111表示為0～127,把10000000——11111111表示為-128 ～-1。那麼這樣如-127+127,即01111111+10000001=100000000，相加等於模(256)，即互為補碼。

　　3.java位運算。

　　　　在java中(加，減，乘，除，右移，左移，無符號右移，位與，位或，位異或)操作，均會是首先將byte,short,char轉化為int，再進行相應運算。舉例：

public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		byte s1 = (byte) 0xFF;// -1
		byte s2 = (byte) 0x80;// -128
		 System.out.println((byte)(s1+s2));//s1+s2=-129,強制轉化為byte，此時溢出，java處理溢出（+-）256*n,256為byte類型的模，則結果為-129+256=127;
		byte s5 = -28;
		System.out.println(s5 << 2);// 結果為-112, 先轉換為int類型，右邊補0,高位捨棄
		System.out.println(s5>>2);//結果為-7,先轉換為int類型，高位補符號位，低位捨棄
		System.out.println(s5>>>2);//結果為1073741817,先轉換為int類型，高位補0,低位捨棄
		System.out.println((s5&0xFC)>>2);
	}
}

　　4.java實現base64編碼方式

/**
 * @author zyw 2017年2月21日
 */
package test;

import java.io.UnsupportedEncodingException;

/**
 * 1.補碼 2.位運算 3.base64
 * 
 * @description 學習base64加密 第一步，將每三個位元組作為一組，一共是24個二進位位。
 *              第二步，將這24個二進位位分為四組，每個組有6個二進位位。 第三步，在每組前面加兩個00，擴展成32個二進位位，即四個位元組。
 * 
 */
public class Base64 {
	static private final int SIXTEENBIT = 16;
	static private final int EIGHTBIT = 8;
	static private final char PAD = '=';
	public static void main(String[] args) throws UnsupportedEncodingException {
		System.out.println(Base64.toBase64("中國fggfgfgf234234%#$%^#$$", "UTF-8"));//5Lit5Zu9ZmdnZmdmZ2YyMzQyMzQlIyQlXiMkJA==
	}
	/**
	 * base64加密
	 * @param str
	 * @param charsetName
	 * @return
	 * @throws UnsupportedEncodingException
	 */
	public static String toBase64(String str, String charsetName) throws UnsupportedEncodingException {
		if (str.length() < 0)
			return "";
		byte[] text = str.getBytes(charsetName);
		char[] base = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/".toCharArray();// 加密
		int lengthDataBits = text.length * 8;
		int fewerThan24bits = lengthDataBits % 24;// 加密字元串長度是否超過24
		int numberTriplets = lengthDataBits / 24;
		int number = fewerThan24bits != 0 ? numberTriplets + 1 : numberTriplets;// 計算字元串加密後字元總個數
		char[] toBase64Text = new char[number * 4];// 用來保存結果
		byte s1, s2, s3;
		int index = 0, order = 0;
		for (int i = 0; i < numberTriplets; i++) {
			s1 = text[index++];
			s2 = text[index++];
			s3 = text[index++];
			toBase64Text[order++] = base[(s1 & 0xFC) >> 2];// 第一個6位
			toBase64Text[order++] = base[((s1 & 0x03) << 4) + ((s2 & 0xF0) >> 4)];// 第二個6位
			toBase64Text[order++] = base[((s2 & 0x0F) << 2) + ((s3 & 0xC0) >> 6)];// 第三個6位
			toBase64Text[order++] = base[s3 & 0x3f];// 第四個6位
		}
		/**
		 * 一個位元組的情況：將這一個位元組的8個二進位位最後一組除了前面加二個0以外，後面再加4個0。這樣得到一個二位的Base64編碼，
		 * 再在末尾補上兩個"="號。
		 */
		if (fewerThan24bits == EIGHTBIT) {
			byte last = text[index++];
			toBase64Text[order++] = base[(last & 0xFC) >> 2];
			toBase64Text[order++] = base[((last & 0x03) << 4)];
			toBase64Text[order++] = PAD;
			toBase64Text[order++] = PAD;
		}
		/**
		 * 二個位元組的情況：將這二個位元組的一共16個二進位位,轉成三組，最後一組除了前面加兩個0以外，後面也要加兩個0。
		 * 這樣得到一個三位的Base64編碼，再在末尾補上一個"="號。
		 */
		if (fewerThan24bits == SIXTEENBIT) {
			s1 = text[index++];
			s2 = text[index++];
			toBase64Text[order++] = base[(s1 & 0xFC) >> 2];
			toBase64Text[order++] = base[(s1 & 0x03) << 4 + ((s2 & 0xF0) >> 4)];
			toBase64Text[order++] = base[(s2 & 0x0f) << 2];
			toBase64Text[order++] = PAD;
		}
		return new String(toBase64Text);
	}
}