Python练习之 --- base64编码

1、实现Base64编码

在python 内部,提供了base4 的编码功能,导入即可使用

import base64
base64.b64encode(b'abc')
>>>b'YWJj'

但是,如果自己编写一个base64的编码又该如何实现呢?

先复习下字节的知识

bytes and bytearray知识点

字节的移位操作:

i = 0b01100001
i,hex(i)
>>>(97, '0x61')
i >>2 ,i//4  # 字节向右移两位后,相当于整除4.
>>>24  ,  24 
# 右移的实质是将字节的末尾去掉两位

字节的与操作

0b011000010110 &0x3F# 0x3F  --->0x3F='0b000000111111'  进行与操作,只留下相同部分
>>>22    ('0b10110')  
# 相当于取后六位

字节转化------大端模式

int.from_bytes(bytes, byteorder, *, signed=False) -> int   #至少传两个参数 (bytes ,大小端)
x= int.from_bytes(b'abc','little')
Y= int.from_bytes(b'abc','big')
print(x,hex(x))
print(Y,hex(Y))     
>>>6513249 0x636261#返回的是 一个大端模式的整数模式
   6382179 0x616263#注意大端模式与小端模式的区别,不能使用错误    

现在在来学习下base64 编码的原理

base64 编码就是将ASCII 编码中3x8的24位转化为4x6位的字节,在转化成索引去已知编码表查找对应的字符.

编码过程中如果ASCII的字符数小于三时,则就在此字符后面补ASCII字节中的真正的0(非数字’0’),凑齐24位

上面的尾部补了多于的0,这样在索引base64编码表时,最一几位会多出不是原本待编码的字符,这里,上面补了几个0,末尾就会出现几个多余的字符’A’,所以需要将其替换,用"="将其替换.

好了,掌握了字节部分的基础知识与base64编码的基本原理,下面我们就可以进行base 64编码了

alphabet=b'ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmopqrstuvwxyz0123456789\+'
def b64encode(src:str):
    ret = bytearray()   # bytes是不可改变的,所以只能使用bytearray
    if isinstance(src,str):
        _src = src.encode()
    else:
        return 
    length = len(_src)
    offset = 0
    for offset in range(0,length,3):
        triple = _src[offset:offset+3]
        print(triple)
        r =3-len(triple)
        if r:
            triple+=b'\x00'*r  # 尾部不足3个字节的,补ASCII码的0
        #此时一定会有三个字节了
        x = int.from_bytes(triple,'big') # 字节的移位需要int格式才能进行,大端模式 
        for i in range(18,-1,-6):
            index =x >> i if i ==18 else x >>i & 0x3F
            ret.append(alphabet[index])
#         for i in range(r):   尾部的"="替换 
#             ret[-i-1]=61  # bytearray的替换使用的是整型,不能使用b'='进行替换
# #                    ret[-i-1]=b'=' # 是错误的,不能使用
        if r:#   
            ret[-r:]=b'='* r# 切片赋值时,后边加的是可迭代对象,因此直接用b'='    
        print(ret)
    return bytes(ret)  # 可迭代对象转化为bytes类型         
b64encode('abcde')