这是我的第397篇原创文章。

一、引言

二进制数据是计算机中表示信息的一种方式，它是由0和1组成的数据。计算机使用二进制系统，因为计算机的硬件（如电路）具有两种状态：开（1）和关（0）。所有的数据，无论是文本、图像、音频还是视频，最终都可以被转换为二进制形式以供计算机处理。

Base64是一种用于将二进制数据转换为文本格式（字符串）的编码方法。它使用64个字符（大写字母A-Z、数字0-9、小写字母a-z，以及加号和斜线）来表示二进制数据，从而使得数据可以在文本媒介中传输，比如电子邮件或JSON文件。

Base64编码的主要特点有：

1. 可读性：生成的文本可以轻松被拷贝、粘贴，且不受文本格式的影响。
2. 数据扩展：Base64编码会使数据增大约33%。每3个字节的二进制数据会被编码为4个字符，因此在传输时需要考虑其数据增大。
3. 无二进制数据问题：在一些只能处理文本的传输协议中（如HTTP），使用Base64编码可以避免由于内容中的二进制数据导致的问题。

在实际应用中，Base64常用于数据的编码和传输，如图像、音频等文件的嵌入，以及在API请求时传递二进制数据等。虽然Base64可以增加传输数据的可读性，但因为其数据膨胀的特性，通常在需要传输大文件时会考虑其他的传输方式。

总的来说，Base64编码和解码是确保二进制数据可以通过文本传递的一种有效方法。

二、实现过程

2.1 Base64 编码示例

在编码部分，我们将字符串 "Hello, World!" 转换成字节字符串（以 b 开头的字符串），然后使用 base64.b64encode() 方法进行编码。

import base64

# 要编码的原始数据（字节字符串）
original_data = b"Hello, World!"

# 进行 Base64 编码
encoded_data = base64.b64encode(original_data)

# 打印编码后的数据
print("Encoded data:", encoded_data.decode('utf-8'))

结果：

2.2 Base64 解码示例

在解码部分，我们使用 base64.b64decode() 方法将 Base64 编码的字节字符串解码回原始的字节数据，然后再解码成字符串以便于显示。

# 假设我们有上面编码后的数据
encoded_data = b"SGVsbG8sIFdvcmxkIQ=="

# 进行 Base64 解码
decoded_data = base64.b64decode(encoded_data)

# 打印解码后的数据
print("Decoded data:", decoded_data.decode('utf-8'))

结果：

作者简介：

读研期间发表6篇SCI数据挖掘相关论文，现在某研究院从事数据算法相关科研工作，结合自身科研实践经历不定期分享关于Python、机器学习、深度学习、人工智能系列基础知识与应用案例。致力于只做原创，以最简单的方式理解和学习，关注我一起交流成长。需要数据集和源码的小伙伴可以关注底部公众号添加作者微信。