JavaScript 中的 Base64 编码（一）：Encode

除了IE浏览器，其他所有主流的浏览器均支持原生的 Base64 编码：

btoa(text) – base64 encodes text. atob(text) – base64 decodes text.

而对于 IE 我们可以根据已知的 Base64 编码原理进行编写：

Base64 编码将每三个 8Bit 的字节（注：由于要求输入的字符为 8Bit 字节，故范围应该在 ASCII 字符范围内，即：u0000-u00ff）转换为四个 6Bit 的字节（3*8 = 4*6 = 24），然后在每个 6Bit 字节前添两位高位 0，组成四个 8Bit 的字节，最后再将每个 8Bit 字节转换成十进制的数字，对应 Base64 编码表（为了保证所输出的编码为可读字符，Base64制定了一个编码表，以便进行统一转换，编码表的大小为 2^6=64，即 Base64 名称的由来）输出编码后的字符。

如果原字节不足 3 的倍数，则用 0 填充，输出字符使用“=”，因此编码后输出的文本末尾可能会出现 1 或 2 个“=”（余数 = 原文字节数 MOD 3 ，如果余数为 1，则要补 2 个“=”，为 2，则补 1 个“=”）。

Base64 编码表 Value Char Value Char Value Char Value Char 0 A 16 Q 32 g 48 w 1 B 17 R 33 h 49 x 2 C 18 S 34 i 50 y 3 D 19 T 35 j 51 z 4 E 20 U 36 k 52 0 5 F 21 V 37 l 53 1 6 G 22 W 38 m 54 2 7 H 23 X 39 n 55 3 8 I 24 Y 40 o 56 4 9 J 25 Z 41 p 57 5 10 K 26 a 42 q 58 6 11 L 27 b 43 r 59 7 12 M 28 c 44 s 60 8 13 N 29 d 45 t 61 9 14 O 30 e 46 u 62 + 15 P 31 f 47 v 63 /

比如：

字符：               f        2         eASCII：              102      50        1013个8Bit字节：        01100110 00110010  011001014个6Bit字节：          011001   100011    001001    100101高位补0：            00011001 00100011  00001001  00100101十进制：             25       35        9         37对应码表值：         Z        j         J         l最终： btoa(f2e) = ZjJl

字符：              b        a        s        eASCII：             98       97       115      1013个8Bit字节：       01100010 01100001 01110011 01100101 00000000 000000004个6Bit字节：         011000   100110   000101   110011   011001   010000    000000   000000高位补0：           00011000 00100110 00000101 00110011 00011001 00010000 00000000 00000000十进制：            24       38       5        51       25       16对应码表值：        Y        m        F        z        Z        Q        =        =最终： btoa(base) = YmFzZQ==

如果将上面的 Base64 编码原理换成接近于编程的思维，过程大致如下（以f2e为例）：

注：Base64 编码表我们可以简化为字符串，并通过其进行位置索引：

table = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/"

第一步：

第一个字符 f（102 -> 01100110）通过右移 2 位（first >> 2）获得第一个目标字符（00011001 -> 25），索引编码表中对应的目标字符 Z（table.charAt(first >> 2)）。

第二步：

将第一个字符 f（102 -> 01100110）与 3（00000011）进行 AND 运算（first & 3)）:

01100110AND 00000011------------00000010第一个字符运算后（00000010）再左移 4 位（(first & 3) << 4），得：00100000。将第二个字符 2 （50 -> 00110010）右移 4 位（second >> 4），得：00000011。最后将运算后的两个字符进行 OR 运算（(first & 3) <> 4）：

00100000OR  00000011------------00100011

获得第二个目标字符（00100011 -> 35），索引编码表中对应的目标字符 j（table.charAt((first & 3) <> 4)）。

第三步：

将第二个字符 2 （50 -> 00110010）与 15（00001111）进行 AND 运算（second & 0×0f）:

00110010AND 00001111------------00000010第二个字符运算后（00000010）再左移 2 位（(second & 0×0f) << 2），得：00001000。第三个字符 e（101 -> 01100101）右移 6 位（third >> 6），得：00000001。最后将运算后的两个字符进行 OR 运算（(second & 0×0f) <> 6）：

00001000OR  00000001------------00001001

即获得第三个目标字符（00001001 -> 9），索引编码表中对应的目标字符 J（table.charAt((second & 0×0f) <> 6)）。

第四步：

取第三个字符 e（101 -> 01100101）的右 6 位（third & 63）：

01100101AND 00111111------------00100101

获得第四个目标字符（00100101 -> 37），索引编码表中对应的目标字符 l（table.charAt(third & 63)）。

异常情况：

当第二个字符不存在时（即：余数 = 原文字节数 MOD 3 ，余数为 1），截止至第二步的第 2 小步，然后在最终输出的目标字符后添加两个“=”。当第三个字符不存在时（即：余数 = 原文字节数 MOD 3 ，余数为 2），截止至第三步的第 2 小步，然后在最终输出的目标字符后添加两个“=”。

代码实现如下：

if(!window.btoa) {window.btoa  = function(text) {if (/([^u0000-u00ff])/.test(text)) return;var table = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/",i = 0,cur, prev, byteNum,result=[];    while(i > 2));break;case 2: //second byteresult.push(table.charAt((prev & 3) <> 4)));break;case 3: //third byteresult.push(table.charAt((prev & 0x0f) <> 6)));result.push(table.charAt(cur & 0x3f));break;}prev = cur;i++;}if (byteNum == 1){result.push(table.charAt((prev & 3) << 4));result.push("==");} else if (byteNum == 2){result.push(table.charAt((prev & 0x0f) << 2));result.push("=");}return result.join("");}}