快速将整数转换为 base64 字符串并返回

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引言

我经常需要将正整数 ID 编码为文本，通过 socket 发送，并且希望消息尽可能短，编码/解码尽可能快。使用 C#，很容易将你的整数 ID 作为 base 10 或 base 16 字符串发送，但使用 base 64 或 base 62 或 base 36 或 base 32 编码的字符串可以节省大量空间。该网站上还有另一篇文章介绍 base 36 整数的编码和解码，但它使用 Math.Pow，这非常慢。

通过选择 Base 64（由 0-9、A-Z、a-z、+、- 组成），它完美地适应 6 位，我可以非常快速地编码和解码。我还可以将九或十位数的 base 10 Int32 放入一个五字符的 base 64 字符串中。

事实上，这个应用程序表明，C# 的 Convert.ToInt32 加上 Convert.ToString 比使用我的 base 64 编码函数慢 5½ 倍！

代码非常简单，可以轻松修改为 Int64 或传递带有偏移量的 char[]，这对于 socket 相关操作很有用。对于编码，你可以选择编码的字符数。一个字符给你 0-63，当然，两个是 4096，三个是 262,144 等。

它很容易翻译成 C 或 C++。如果你下载该应用程序，你可以看到一些演示和一个使用高性能计时器的速度测试。但除此之外，你所需的所有代码都在这里

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;

class Base64
{
    static char[] b64e = new char[] {  '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9', 
                       'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'H', 'I', 'J', 
                       'K', 'L', 'M', 'N', 'O', 'P', 'Q', 'R', 'S', 'T', 
                       'U', 'V', 'W', 'X', 'Y', 'Z', 
                       'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h', 'i', 'j', 
                       'k', 'l', 'm', 'n', 'o', 'p', 'q', 'r', 's', 't', 
                       'u', 'v', 'w', 'x', 'y', 'z', 
                       '+', '/'};

    static int[] b64d = new int[] {    000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,
                                   000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,
                                   000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,
                                   000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,
                                   000,000,000,062,000,000,000,063,000,001,
                                   002,003,004,005,006,007,008,009,000,000,
                                   000,000,000,000,000,010,011,012,013,014,
                                   015,016,017,018,019,020,021,022,023,024,
                                   025,026,027,028,029,030,031,032,033,034,
                                   035,000,000,000,000,000,000,036,037,038,
                                   039,040,041,042,043,044,045,046,047,048,
                                   049,050,051,052,053,054,055,056,057,058,
                                   059,060,061,000,000,000,000,000,000,000, 
                                   000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,
                                   000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,
                                   000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,
                                   000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,
                                   000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,
                                   000,000,000,000,000,000,000,000,000,000, 
                                   000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,
                                   000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,
                                   000,000,000,000,000,000,000,000,000,000, 
                                   000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,
                                   000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,
                                   000,000,000,000,000,000,000,000,000,000, 
                                   000,000,000,000,000,000};                

    public static string b64ConvertInt(int value, int length) 
    {
        // length should be between 1 and 5 only
        if (length == 5)
        {
            char[] c = new char[5];
            c[0] = b64e[(value & 1056964608) >> 24];
            c[1] = b64e[(value & 16515072) >> 18];
            c[2] = b64e[(value & 258048) >> 12];
            c[3] = b64e[(value & 4032) >> 06];
            c[4] = b64e[(value & 63)];
            return new string(c);
        }
        else if (length == 4)
        {
            char[] c = new char[4];
            c[0] = b64e[(value & 16515072) >> 18];
            c[1] = b64e[(value & 258048) >> 12];
            c[2] = b64e[(value & 4032) >> 06];
            c[3] = b64e[(value & 63)];
            return new string(c);
        }
        else if (length == 3)
        {
            char[] c = new char[3];
            c[0] = b64e[(value & 258048) >> 12];
            c[1] = b64e[(value & 4032) >> 06];
            c[2] = b64e[(value & 63)];
            return new string(c);
        }
        else if (length == 2)
        {
            char[] c = new char[2];
            c[0] = b64e[(value & 4032) >> 06];
            c[1] = b64e[(value & 63)];
            return new string(c);
        }
        else
        {
            return Convert.ToString(b64e[(value & 63)]);
        }
    }

    public static int b64ConvertString(string s) 
    { // string s should be between 1 and 5 character long only

        int n = s.Length;
        char[] c = s.ToCharArray();
        if (n == 5)
        {
            return (b64d[c[0]] << 24) + (b64d[c[1]] << 18) + 
                   (b64d[c[2]] << 12) + (b64d[c[3]] << 6) + b64d[c[4]];
        }
        else if (n == 4)
        {
            return (b64d[c[0]] << 18) + (b64d[c[1]] << 12) + 
                   (b64d[c[2]] << 6) + b64d[c[3]];
        }
        else if (n == 3)
        {
            return (b64d[c[0]] << 12) + (b64d[c[1]] << 6) + b64d[c[2]];
        }
        else if (n == 2)
        {
            return (b64d[c[0]] << 6) + b64d[c[1]];
        }
        else if (n == 1)
        {
            return b64d[c[0]];
        }

        return 0;
    }
}