C++ Base64 编码解码类实现 - 简洁高效

以下是一个将 Base64 封装成类的 C++ 实现示例，提供简洁高效的编码和解码功能：

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>

class Base64 {
public:
    static std::string encode(const std::string& input) {
        std::string encodedStr;
        std::vector<int> bitStream;
        
        // 将输入字符串转换为二进制流
        for (const auto& c : input) {
            for (int i = 7; i >= 0; --i) {
                bitStream.push_back((c >> i) & 1);
            }
        }
        
        // 补足二进制流的长度为8的倍数
        while (bitStream.size() % 6 != 0) {
            bitStream.push_back(0);
        }
        
        // 将二进制流转换为base64字符
        for (size_t i = 0; i < bitStream.size(); i += 6) {
            int decimal = 0;
            for (int j = 0; j < 6; ++j) {
                decimal += (bitStream[i + j] << (5 - j));
            }
            encodedStr += base64Chars[decimal];
        }
        
        // 补足base64字符串长度为4的倍数
        while (encodedStr.size() % 4 != 0) {
            encodedStr += '=';
        }
        
        return encodedStr;
    }
    
    static std::string decode(const std::string& input) {
        std::string decodedStr;
        std::vector<int> bitStream;
        
        // 将base64字符串转换为二进制流
        for (const auto& c : input) {
            if (c == '=') {
                break;
            }
            
            for (int i = 5; i >= 0; --i) {
                bitStream.push_back((base64Chars.find(c) >> i) & 1);
            }
        }
        
        // 将二进制流转换为字符
        for (size_t i = 0; i < bitStream.size(); i += 8) {
            int decimal = 0;
            for (int j = 0; j < 8; ++j) {
                decimal += (bitStream[i + j] << (7 - j));
            }
            decodedStr += static_cast<char>(decimal);
        }
        
        return decodedStr;
    }
    
private:
    static const std::string base64Chars;
};

const std::string Base64::base64Chars =
    "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"
    "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"
    "0123456789+/" ;

int main() {
    std::string input = "Hello, World!";
    
    std::string encoded = Base64::encode(input);
    std::cout << "Encoded: " << encoded << std::endl;
    
    std::string decoded = Base64::decode(encoded);
    std::cout << "Decoded: " << decoded << std::endl;
    
    return 0;
}

该示例定义了一个名为 Base64 的类，并提供 encode 和 decode 静态方法分别用于 Base64 编码和解码。encode 方法将输入字符串转换为二进制流，然后将每 6 位二进制数转换为对应的 Base64 字符。decode 方法将 Base64 字符串转换为二进制流，然后将每 8 位二进制数转换为对应的字符。

运行示例代码会输出以下结果：

Encoded: SGVsbG8sIFdvcmxkIQ==
Decoded: Hello, World!

该示例使用了一个包含所有 Base64 字符的字符串 base64Chars 来进行编码和解码操作。

这个简单的 Base64 类实现可用于各种应用场景，如数据加密、网络传输和文件存储。它可以帮助您轻松地将字符串进行 Base64 编码和解码，而无需编写复杂的编码和解码逻辑。