Base64 之 JavaScript 實現(xiàn)

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一步到位 Base64 編碼
在Web前端還可以這樣實現(xiàn)Base64

JavaScript 實現(xiàn) Base64 的 代碼如下

!function(){
  
  // 一般的Base64編碼字符
  var commonbase64EncodeChars = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/";
  // 對URL進行編碼使用的字符
  var urlBase64EncodeChars = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789-_";
  
  // Base64解碼用到的映射表,兼容一般編碼的Base64和針對URL進行擴展編碼的Base64
  var base64DecodeChars = new Array(
    -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
    -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
    -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, 62, 63, -1, -1, 63,
    52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
    -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14,
    15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, -1, -1, -1, 62, -1,
    -1, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40,
    41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, -1, -1, -1, -1, -1);
  
  
  /** 通用的Base64編碼函數(shù)
   * str為待編碼的串
   * isUrl用來表明編碼的對象(str)是否是一個URL
  */
  function base64encode(str,isUrl){
    var out, i, len;
    var c1, c2, c3;
    
    // 針對不同的編碼方式,選擇不同的字符集
    var base64EncodeChars = isUrl ? urlBase64EncodeChars : commonbase64EncodeChars;
    
    len = str.length;
    i = 0;
    out = "";
    while(i < len){
      c1 = str.charCodeAt(i++) & 0xff;
      
      // 當(dāng)最后只有一個字節(jié)時
      if(i == len){
        out += base64EncodeChars.charAt(c1 >> 2);
        out += base64EncodeChars.charAt((c1 & 0x3) << 4);
        out += "==";
        break;
      }
      
      
      c2 = str.charCodeAt(i++);

      // 當(dāng)最后剩余兩個字節(jié)時
      if(i == len){
        out += base64EncodeChars.charAt(c1 >> 2);
        out += base64EncodeChars.charAt(((c1 & 0x3) << 4) | ((c2 & 0xF0) >> 4));
        out += base64EncodeChars.charAt((c2 & 0xF) << 2);
        out += "=";
        break;
      }
      
      //當(dāng)剩余字節(jié)數(shù)大于等于3時
      c3 = str.charCodeAt(i++);
      out += base64EncodeChars.charAt(c1 >> 2);
      out += base64EncodeChars.charAt(((c1 & 0x3) << 4) | ((c2 & 0xF0) >> 4));
      out += base64EncodeChars.charAt(((c2 & 0xF) << 2) | ((c3 & 0xC0) >> 6));
      out += base64EncodeChars.charAt(c3 & 0x3F);
    }
    return out;
  }

  /**
   * Base64解碼函數(shù)
   * @param str
   * @returns {*}
   */
  function base64decode(str){
    var c1, c2, c3, c4;
    var i, len, out;
    
    len = str.length;
    i = 0;
    out = "";
    while(i < len){
      /*  得到第一個字符 c1
        * 并過慮掉前后所有與Base64編碼無關(guān)的字符
        * */
      do{
        c1 = base64DecodeChars[str.charCodeAt(i++) & 0xff];
      }while(i < len && c1 == -1);
      
      // 如果已經(jīng)到達字符串結(jié)尾,并最后還未得到有效的Base64編碼字符就結(jié)尾循環(huán)
      if(c1 == -1)
        break;
      
      /*  得到字符 c2
       * 并過濾掉所有與Base64編碼無關(guān)的字符
       */
      do{
        c2 = base64DecodeChars[str.charCodeAt(i++) & 0xff];
      }while(i < len && c2 == -1);

      // 如果已經(jīng)到達字符串結(jié)尾,并最后還未得到有效的Base64編碼字符就結(jié)尾循環(huán)
      if(c2 == -1)
        break;
      
      // 根據(jù)Base64編碼的 c1 和 c2 解碼得到一個編碼前的字符
      out += String.fromCharCode((c1 << 2) | ((c2 & 0x30) >> 4));

      /*  得到字符 c3
       * 并過濾掉所有與Base64編碼無關(guān)的字符
       * 如果獲取的 c3 是 '=' 字符則說明已經(jīng)解碼完成,返回解碼得到的字符串
       */
      do{
        c3 = str.charCodeAt(i++) & 0xff;
        if(c3 == 61)
          return out;
        c3 = base64DecodeChars[c3];
      }while(i < len && c3 == -1);

      // 如果已經(jīng)到達字符串結(jié)尾,并最后還未得到有效的Base64編碼字符就結(jié)尾循環(huán)
      if(c3 == -1)
        break;
      
      // 根據(jù)Base64編碼的 c2 和 c3 解碼得到一個編碼前的字符
      out += String.fromCharCode(((c2 & 0XF) << 4) | ((c3 & 0x3C) >> 2));
      
      /* 這一步就比較復(fù)雜了
       * 先是嘗試獲取第四個Base64 編碼的字符 c4
       * 如果獲取的 c4 是 '=' 字符則說明已經(jīng)解碼完成,返回解碼得到的字符串
       * */
      do{
        c4 = str.charCodeAt(i++) & 0xff;
        if(c4 == 61)
          return out;
        c4 = base64DecodeChars[c4];
      }while(i < len && c4 == -1);

      // 如果已經(jīng)到達字符串結(jié)尾,并最后還未得到有效的Base64編碼字符就結(jié)尾循環(huán)
      if(c4 == -1)
        break;

      // 根據(jù)Base64編碼的 c3 和 c4 解碼得到一個編碼前的字符
      out += String.fromCharCode(((c3 & 0x03) << 6) | c4);
    }
    return out;
  }

  /**
   * 把 unicode 碼轉(zhuǎn)換成 utf8 編碼
   * @param str
   * @returns {string}
   */
  function unicodeToUtf8(str){
    var out, i, len, c;
    
    out = "";
    len = str.length;
    for(i = 0; i < len; i++){
      c = str.charCodeAt(i);
      
      // 兼容 ASCII
      if((c >= 0x0001) && (c <= 0x007F)){
        out += str.charAt(i);
      }else if(c > 0x07FF){
        // 占三個字節(jié)的 utf8
        out += String.fromCharCode(0xE0 | ((c >> 12) & 0x0F));
        out += String.fromCharCode(0x80 | ((c >> 6) & 0x3F));
        out += String.fromCharCode(0x80 | ((c >> 0) & 0x3F));
      }else{
        // 占兩個字節(jié)的 utf8
        out += String.fromCharCode(0xC0 | ((c >> 6) & 0x1F));
        out += String.fromCharCode(0x80 | ((c >> 0) & 0x3F));
      }
    }
    return out;
  }

  /**
   * 把 utf8 編碼轉(zhuǎn)換成 unicode 碼
   * @param str
   * @returns {string}
   */
  function utf8ToUnicode(str){
    var out, i, len, c;
    var char2, char3;
    
    out = "";
    len = str.length;
    i = 0;
    while(i < len){
      c = str.charCodeAt(i++);
      switch(c >> 4){
        case 0:
        case 1:
        case 2:
        case 3:
        case 4:
        case 5:
        case 6:
        case 7:
          // 0xxxxxxx ASCII 編碼
          out += str.charAt(i - 1);
          break;
        case 12:
        case 13:
          // 110x xxxx   10xx xxxx
          // 占兩個字節(jié)的 utf8
          char2 = str.charCodeAt(i++);
          out += String.fromCharCode(((c & 0x1F) << 6) | (char2 & 0x3F));
          break;
        case 14:
          // 1110 xxxx  10xx xxxx  10xx xxxx
          // 占三個字節(jié)的 utf8
          char2 = str.charCodeAt(i++);
          char3 = str.charCodeAt(i++);
          out += String.fromCharCode(((c & 0x0F) << 12) |
            ((char2 & 0x3F) << 6) |
            ((char3 & 0x3F) << 0));
          break;
      }
    }
    
    return out;
  }

  /**
   * 轉(zhuǎn)成 十六 進制編碼
   * @param str
   * @returns {string}
   * @constructor
   */
  function CharToHex(str){
    var out, i, len, c, h;
    out = "";
    len = str.length;
    i = 0;
    while(i < len){
      c = str.charCodeAt(i++);
      
      // 把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成十六進制的字符串
      h = c.toString(16);
      if(h.length < 2)
        h = "0" + h;
      
      out += "\\x" + h + " ";
      if(i > 0 && i % 8 == 0)
        out += "\r\n";
    }
    
    return out;
  }
  
  window.Base64={
    encode:function(str){
      // 普通 Base64 編碼
      return base64encode(unicodeToUtf8(str));
    },
    encodeUrl:function(str){
      // 使用 Base64 編碼字符串
      return base64encode(unicodeToUtf8(str),1)
    },
    decode:function(str){
      // 兼容的 Base64 解碼
      return utf8ToUnicode(base64decode(str));
    },
    encodeToHex:function(str){
      // 普通 Base64 編碼 以十六進制顯示
      return CharToHex(base64encode(unicodeToUtf8(str)));
    },
    encodeUrlToHex:function(str){
      // 使用 Base64 編碼 url 以十六進制顯示
      return CharToHex(base64encode(unicodeToUtf8(str),1));
    }
  }
}();

代碼說明及相關(guān)知識點

凡注釋中已經(jīng)解釋過的內(nèi)容,在這里都不再贅述。

上述代碼中的最外層是一個自執(zhí)行的函數(shù),代碼執(zhí)行之后,會在 window 對象下注冊一個對象 Base64。在瀏覽器中window對象下的變量和對象都是全局的,所以這相當(dāng)于這段代碼加載完成后自執(zhí)行并在全局作用域(命名空間)注冊(聲明)了一個名為 Base64 的對象。

Base64.encode 方法

Base64 對象 的 encode 方法,傳一個字符串 str (可以是中文和中文符號),返回字符串 str 的 Base64 編碼。

Base64.encodeUrl

Base64 對象的 encodeUrl 方法,接受一個字符串 str 作為參數(shù)(支持中文和中文符號),返回字符串 str 的 Base64 針對 url 的擴展編碼。

Base64.decode

Base64對象的 decode 方法,接受一個 Base64 編碼串(可以是普通 Base64 串,也可以是針對 url 的擴展 Base64 串),返回一個解碼后的字符串。

這個方法執(zhí)行的是 encode 和 encodeUrl 的逆過程,它能很好的處理 Base64 針對 url 的擴展編碼,是一個兼容方法。

相關(guān)知識點

想要了解Base64 對象的內(nèi)部細節(jié)可以詳細分析源碼,里面有詳細的注釋,相信只要基礎(chǔ)知道過關(guān),理解這段代碼應(yīng)該都不成問題。下面是這段代碼中涉及的基礎(chǔ)知識:

  1. Base64 編碼
  2. 對 url 進行 Base64 編碼時的擴展
  3. unicode 編碼
  4. utf-8 編碼
  5. JavaScript 語言基礎(chǔ)
  6. JavaScript 中 String 對象的 charCodeAt 方法
  7. JavaScript 中 Number 對象的 toString 方法

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