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Java程序員遇上字符亂碼2-容易混淆的兩種編碼類別

hidogs / 2060人閱讀

摘要：字符集編碼就是對(duì)字符根據(jù)不同字符集中對(duì)應(yīng)的格式進(jìn)行編碼解碼，這個(gè)大家都好理解。下面詳細(xì)說說，以編碼解碼和編碼解碼為例。

《來自羅志曉的筆記：http://note.youdao.com/notesh...》
我們平時(shí)老說的編碼解碼，很多人都只知道 字符集編碼解碼。其實(shí)除了字符集編碼解碼，常見的還有另一類，如 Url編碼解碼、Base64編碼解碼。
這兩類編碼的原理是完全不一樣的，如果沒有了解到這個(gè)分類以為編碼都是字符集編碼，那么你會(huì)無法理解那些解釋編碼的博文，會(huì)疑問：怎么說的都不一樣啊，久之真的會(huì)懷疑人生。可恨的是，很多博文在關(guān)鍵環(huán)節(jié)上 對(duì)這兩個(gè)概念 都是統(tǒng)一用 “編碼解碼” 四字一筆帶過。

字符集編碼: 就是對(duì)字符 根據(jù)不同字符集中對(duì)應(yīng)的格式 進(jìn)行編碼解碼，這個(gè)大家都好理解。
而另一類別編碼解碼出現(xiàn)的意義并不是 為在不同字符集之間對(duì)字符進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，而是為了別的原因，例如：將不安全字符轉(zhuǎn)化、原內(nèi)容不可見以提高安全性、和 便于網(wǎng)絡(luò)傳輸。
下面詳細(xì)說說，以Base64編碼解碼 和 Url 編碼解碼為例。

Base64編碼解碼

生活中的場(chǎng)景：
我們平時(shí)接收發(fā)送郵件所使用的SMTP協(xié)議，是基于文本的協(xié)議，也就是說只能處理常見字符。可是我們?yōu)楹芜€可以發(fā)送接收?qǐng)D片、視頻、壓縮包等二進(jìn)制文件？這就是Base64編碼解碼 出現(xiàn)的意義了。我們發(fā)送郵件前，客戶端會(huì)將 圖片等進(jìn)行Base64編碼，于是整張圖片變成了 人類可讀的常見字符，然后在發(fā)送出去。接收方客戶端接收到后，再 Base64解碼還原成圖片呈現(xiàn)給我們。
原理過程：
簡(jiǎn)單來說，Base64就是一種用 64個(gè)Ascii字符來表示任意二進(jìn)制數(shù)據(jù)的方法，或者簡(jiǎn)單的說將二進(jìn)制數(shù)據(jù)編碼成Ascii字符。
這 64個(gè)Ascii字符如下：

即ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/

一眼看去就知道是26個(gè)字母大小寫和數(shù)字和+/ 。

沒錯(cuò)，別驚訝，你沒理解錯(cuò)，上面的64個(gè)字符真的可以表示任意的二進(jìn)制文件數(shù)據(jù)。那么是怎么操作的呢？過程如下：
以3個(gè)字節(jié)為一組（24位），按每6位高位補(bǔ)0擴(kuò)展成8位得到4個(gè)字節(jié)（32位）。
（一）圖片舉例
假如一張圖片只有四個(gè)字節(jié)：11101111 11011011 11101111 11011011

以3個(gè)字節(jié)為一組:(剩余的字節(jié)不足3個(gè)字節(jié)的話則補(bǔ)0湊夠) 11101111 11011011 11101111 11011011 00000000 00000000

每組 按 6bit 劃分成 4小分組 111011 111101 101111 101111 110110 110000 000000 000000

每個(gè)小分組高位補(bǔ)0 以湊夠 8bit，即一個(gè)字節(jié) 00111011 00111101 00101111 00101111 00110110 00110000 00000000 00000000
[這里你可能會(huì)容易認(rèn)為：每個(gè)新的字節(jié) 映射 到一個(gè)Ascii字符集中的字符，然而你又錯(cuò)了！]

上述的每個(gè)新的字節(jié) 其實(shí)是 上表格的字符集合的索引下標(biāo)（位置序號(hào)）而已，并非映射到原生Ascii字符集。如下圖，我們將新的字節(jié)用 十進(jìn)制 展示：

根據(jù)索引做轉(zhuǎn)換：[這里注意：凡是后面補(bǔ)0 的字節(jié)，只能算映射到 = ]
59 ---> 7 61---> 947---> v 47---> v 54---> 2 48--->w 0---> = 0---> =
即：

因此最后這張圖片變成：79vv2w== ，即Ascii字符，這樣就可以符合SMTP文本協(xié)議了。

（二）字符舉例
圖片的話，我們是著眼其 字節(jié) 的 。字符也是如此。首先我們要 根據(jù)字符集 找出字符對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制字節(jié)，然后按照上面的過程編碼。下面 以“你a”為例

UTF-8

  ‘你’ :   `0xE4BDA0` 即   `111001001011110111000000`    
  ‘a(chǎn)’  :   `0x61` 即`01100001`  合起來就是： `11100100101111011100000001100001`
  計(jì)算后得到結(jié)果： `5L2gYQ==`

GBK

  ‘你’  :   `0xC4E3` 即   `1100010011100011`   
  ‘a(chǎn)’   :   `0x61`即 `01100001`  合起來就是：`110001001110001101100001` 
  計(jì)算后得到結(jié)果就和上面不一樣了。

Tips:

其實(shí)網(wǎng)上好多Base64在線編碼器，如工具網(wǎng)址：http://www.qqxiuzi.cn/bianma/...我們可以很方便地Base64編碼：【注意：在網(wǎng)頁上輸入框輸入的字符都是 根據(jù) 響應(yīng)頭中的ContentType指定的字符集編碼進(jìn)行編碼的】

Base64編碼的優(yōu)缺點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：可以將二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可打印Ascii字符，方便傳輸數(shù)據(jù)；對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的加密，肉眼不可識(shí)別。

缺點(diǎn)：內(nèi)容編碼后的體積會(huì)變大，編碼和解碼需要額外的工作量。

常見運(yùn)用場(chǎng)景：(來自網(wǎng)絡(luò))

將圖片等資源文件以Base64編碼形式直接放于代碼中，使用的時(shí)候反Base64后轉(zhuǎn)換成Image對(duì)象使用；

有些文本協(xié)議不支持不可見字符的傳遞，只能轉(zhuǎn)換成可見字符來傳遞信息；

有時(shí)在一些特殊的場(chǎng)合，大多數(shù)消息是純文本的，偶爾需要用這條純文本通道傳一張圖片之類的情況發(fā)生的時(shí)候，就會(huì)用到Base64。

注意：

Base64 不是什么實(shí)質(zhì)意義上的加解密算法，不過的確可以將 原內(nèi)容 ”改頭換面“，人們往往將這理解成 加密 了。

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