目前Base64已经成为网络上常见的传输8Bit字节代码的编码方式之一。在做支付系统时，系统之间的报文交互都需要使用Base64对明文进行转码，然后再进行签名或加密，之后再进行（或再次Base64）传输。那么，Base64到底起到什么作用呢？
在参数传输的过程中经常遇到的一种情况：使用全英文的没问题，但一旦涉及到中文就会出现乱码情况。与此类似，网络上传输的字符并不全是可打印的字符，比如二进制文件、图片等。Base64的出现就是为了解决此问题，它是基于64个可打印的字符来表示二进制的数据的一种方法。
电子邮件刚问世的时候，只能传输英文，但后来随着用户的增加，中文、日文等文字的用户也有需求，但这些字符并不能被服务器或网关有效处理，因此Base64就登场了。随之，Base64在URL、Cookie、网页传输少量二进制文件中也有相应的使用。
Base64的原理比较简单，每当我们使用Base64时都会先定义一个类似这样的数组：
static const char b64[] = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/";
上面就是Base64的索引表，字符选用了"A-Z、a-z、0-9、+、/" 64个可打印字符，这是标准的Base64协议规定。在日常使用中我们还会看到“=”或“==”号出现在Base64的编码结果中，“=”在此是作为填充字符出现，后面会讲到。
1 具体转换步骤：
从上面的步骤我们发现：
以下图的表格为示例，我们具体分析一下整个过程。
注意：对于下面的表格和代码的演示，我们使用电脑自带的计算器计算即可，非常非常方便，也赖得自己算，win+r输入calc，然后选择程序员即可。
位数不足情况：
上面是按照三个字节来举例说明的，如果字节数不足三个，那么该如何处理？
注意事项：
延伸：
上面我们已经看到了Base64就是用6位（2的6次幂就是64）表示字符，因此成为Base64。同理，Base32就是用5位，Base16就是用4位。大家可以按照上面的步骤进行演化一下。
强调，必须拿代码去调试，在调试过程中让编译器帮我们一起理解每一行代码，比纯看代码学习快速很多。
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <iostream>
#include <vector>
#include <map>
#include <thread>
#include <string>
#include <sstream>
#include <mutex>
#include <Windows.h>
using namespace std;
#define AV_BASE64_SIZE(x) (((x) + 2) / 3 * 4 + 1)
char *av_base64_encode(char *out, int out_size, const unsigned char *in, int in_size)
{
static const char b64[] = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/";
char *ret, *dst;
unsigned i_bits = 0;
int i_shift = 0;
int bytes_remaining = in_size;
if (in_size >= (0x7fffffff / 4) || out_size < AV_BASE64_SIZE(in_size))//这里条件限制有空再研究
{
return NULL;
}
ret = out;// 保存首地址
dst = out;// 用于操作
while (bytes_remaining)
{
i_bits = (i_bits << 8) + *in;//或者*in++，将下一句in++省略，这里i_bits每次累加保存3个字节转成base64的4字节的二进制位，这样就可以去到对应的6位二进制。
in++;
bytes_remaining--;
i_shift += 8;// 要想下面每次左移6位后，想在前面补2个0，所以每次右移时都得叠加2.例如字符M，x<<6，x需要>>8.字符a，x<<6，x需要>>8+2，因为需要跳过原来的M的8位。
do {
*dst++ = b64[(i_bits << 6 >> i_shift) & 0x3f];// 每次左移6位到高位，然后再右移8位，实际就是补2个0.对着表格理解即可。
i_shift -= 6;
} while (i_shift > 6 || (bytes_remaining == 0 && i_shift > 0));// dowhile满足就继续，不满足就退出
}
while ((dst - ret) & 3)
*dst++ = '=';
*dst = '\0';
return ret;
}
int main(){
string man = "Man";
string a = "A";
string bc = "BC";
char str_sps[100] = { 0 };
av_base64_encode(str_sps, 100, reinterpret_cast<const unsigned char*>(man.c_str()), man.length());
cout << "man's basecode: " << str_sps << endl;
memset(str_sps, 0x00, 100);
av_base64_encode(str_sps, 100, reinterpret_cast<const unsigned char*>(a.c_str()), a.length());
cout << "a's basecode: " << str_sps << endl;
memset(str_sps, 0x00, 100);
av_base64_encode(str_sps, 100, reinterpret_cast<const unsigned char*>(bc.c_str()), bc.length());
cout << "bc's basecode: " << str_sps << endl;
/*cout << "主线程结束" << endl;*/
return 0;
}
结果：
以上结果与我们分析所得完全一致。
参考文章：一篇文章彻底弄懂Base64编码原理。