三言兩語說透設(shè)計模式的藝術(shù)-簡單工廠模式
一、寫在前面工廠模式是最常見的一種創(chuàng)建型設(shè)計模式，通常說的工廠模式指的是工廠方法模式，是使用頻率最高的工廠模式。簡單工廠模式又稱為靜態(tài)工廠方法模式，不屬于GoF 23種設(shè)計
在我們項目開發(fā)中，Base64想必大家都不會很陌生，Base64是將「二進制數(shù)據(jù)」轉(zhuǎn)換為文本的一種優(yōu)雅方式，使存儲和傳輸變得容易。但是，作為一個合格的程序員，我們應該有一種打破砂鍋問到底的求助欲望。
所以，今天我們來講講在各種語言中出鏡率都高的離譜的Base64算法。今天，我們就用我們在初高中語文老師教我們的描述一個事物的三大步驟：1. 是什么，2. 如何工作，3. 為什么它很重要。來講講Base64算法。
好了，天不早了，干點正事哇。
「前置知識點」，只是做一個概念的介紹，不會做深度解釋。因為，這些概念在下面文章中會有出現(xiàn)，為了讓行文更加的順暢，所以將本該在文內(nèi)的概念解釋放到前面來。「如果大家對這些概念熟悉，可以直接忽略」同時，由于閱讀我文章的群體有很多，所以有些知識點可能「我視之若珍寶，爾視只如草芥，棄之如敝履」。以下知識點，請「酌情使用」。
RFC，全稱為Request for Comments，是一種用于定義「互聯(lián)網(wǎng)標準和協(xié)議」的文件系列。
RFC最早由互聯(lián)網(wǎng)工程任務組（IETF）創(chuàng)建，用于記錄和傳播互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議、方法和最佳實踐的提案、規(guī)范和討論。
「每個 RFC 都有一個唯一的編號」，通常以RFC開頭，后面跟著一個數(shù)字，例如RFC 791、RFC 2616等。RFC文檔通常包含了協(xié)議規(guī)范、技術(shù)說明、最佳實踐、標準化提案等，以促進互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和互操作性。
我們可以在IETF-datatracker[1]中輸入指定的編號或者查找的關(guān)鍵字進行搜尋。
圖片
以下是一些常見的RFC文檔，大家可以翻閱自己想了解的技術(shù)點：
Latin-1，也稱為ISO-8859-1，是一種由國際標準化組織（ISO）認可的「8 位字符集」，代表了「西歐語言的字母表」。正如其名稱所示，「它是ISO-8859的一個子集」，該標準還包括用于寫作系統(tǒng)如西里爾文、希伯來文和阿拉伯文的其他相關(guān)字符集。它被大多數(shù)Unix系統(tǒng)以及Windows系統(tǒng)使用。
Latin-1有時被不太準確地稱為「擴展 ASCII」。
這是因為其字符集的前 128 個字符與美國 ASCII 標準相同。其余字符集包含了帶重音的字符和符號。
關(guān)于更詳細的Latin-1的表格，可以參考Latin-1-table[3]
btoa 是 JavaScript 中的一個內(nèi)置函數(shù)，用于將二進制數(shù)據(jù)（通常是 8 位字節(jié)）編碼為 Base64 字符串。它的名稱是 binary to ASCII 的縮寫，用于將二進制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為文本字符串，以便在文本協(xié)議中傳輸或存儲。
btoa 函數(shù)接受一個字符串參數(shù)，該字符串包含二進制數(shù)據(jù)。它將該二進制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為 Base64 編碼的字符串。
const binaryData = "front789";const base64String = btoa(binaryData);console.log(base64String);這段代碼將 front789 這個字符串轉(zhuǎn)換為 Base64 編碼的字符串并將結(jié)果打印到控制臺。
盡管 btoa 是一個有用的函數(shù)，但它有一些限制：
Data URL 是一種統(tǒng)一資源標識符（URI）方案，用于將數(shù)據(jù)嵌入到文檔中，而不是從外部文件加載數(shù)據(jù)。Data URL 允許我們將數(shù)據(jù)（如文本、圖像、音頻等）直接包含在網(wǎng)頁或文檔中，而不需要額外的 HTTP 請求。這種方式對于小型資源或需要避免外部請求的情況非常有用。
Data URL 的基本結(jié)構(gòu)如下：
data:[<mediatype>][;base64],<data>其中：
以下是 Data URL 的一些常見用途和示例：
<img src="data:image/png;base64,iVBORw0KGgoAAAANSUhEUgAAAAEAAAABCAQAAAC1HAwCAAAAC0lEQVR42mP8/wAABgAB/OGirwAAAABJRU5ErkJggg==" alt="Embedded Image"/><style> body { background-image: url(data:image/png;base64,iVBORw0KGgoAAAANSUhEUgAAAAEAAAABCAQAAAC1HAwCAAAAC0lEQVR42mP8/wAABgAB/OGirwAAAABJRU5ErkJggg==); }</style>@font-face { font-family: "CustomFont"; src: url(data:application/font-woff;base64,d09GRgABAAAA...) format("woff");}<script> let greeting = "前端柒八九"; alert(greeting);</script>要理解為什么需要 Base64 編碼，我們需要了解一些計算機歷史。
計算機以二進制（0 和 1）進行通信，但人們通常希望使用更豐富的數(shù)據(jù)形式進行通信，如文本或圖像?！笧榱嗽谟嬎銠C之間傳輸數(shù)據(jù)，首先必須將其編碼為 0 和 1，然后再解碼」。以文本為例，有許多不同的編碼方式。如果我們都能就一個單一的編碼方式達成一致，那將會簡單得多，但很遺憾，這并不是事實。針對這塊的內(nèi)容，可以參考了不起的 Unicode
最初創(chuàng)建了許多不同的編碼方式（例如 Baudot 編碼），每種方式「使用不同數(shù)量的比特來表示一個字符」，直到最終 ASCII 成為一個標準，「每個字符使用 7 位」。然而，大多數(shù)「計算機將二進制數(shù)據(jù)存儲為每個字節(jié)由 8 位組成的數(shù)據(jù)」，因此 ASCII 不適合傳輸這種類型的數(shù)據(jù)。一些系統(tǒng)甚至會刪除最高位。
為解決這些問題，引入了 Base64 編碼。這允許我們「將任意字節(jié)編碼為已知不會損壞的字節(jié)」（ASCII 字母數(shù)字字符和一些符號）。缺點是使用 Base64 對消息進行編碼會增加其長度 - 「每 3 個字節(jié)的數(shù)據(jù)編碼為 4 個 ASCII 字符」。
要可靠地發(fā)送文本，我們可以首先使用自己選擇的文本編碼（例如 UTF-8）將其編碼為字節(jié)，然后將結(jié)果的二進制數(shù)據(jù)使用 Base64 編碼為可安全傳輸?shù)?nbsp;ASCII 文本字符串。接收者反轉(zhuǎn)此過程以恢復原始消息。當然，這需要接收者知道使用了哪種編碼，通常需要單獨發(fā)送這些信息。
我們來看一個示例：
我希望發(fā)送一個帶有兩行的文本消息：
Helloworld!如果我將其發(fā)送為 ASCII（或 UTF-8），它將如下所示：
72 101 108 108 111 10 119 111 114 108 100 33某些系統(tǒng)會破壞字節(jié) 10，所以我們可以將這些字節(jié)作為 Base64 字符串進行 Base64 編碼：
SGVsbG8Kd29ybGQh這里的所有字節(jié)都是已知的安全字節(jié)，所以很少有機會使任何系統(tǒng)損壞此消息。我可以發(fā)送這個消息而不是我的原始消息，然后讓接收者反轉(zhuǎn)此過程以恢復原始消息。
Base64編碼將二進制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為文本，具體來說是ASCII文本。生成的文本僅包含A-Z、a-z、0-9以及符號+和/這些字符。
而在之前我們在了不起的 Unicode中介紹過ASCII的。
由于字母表中有 26 個字母，我們有26 + 26 + 10 + 2(64)個字符。因此，這種編碼被命名為Base64。這 64 個字符被認為是「安全」的，也就是說，與字符<、>、/n等不同，「它們不會被舊計算機和程序誤解」。
下面是經(jīng)過 Base64 編碼的文本front789的樣子：ZnJvbnQ3ODk=。
還有一點需要注意，如果在使用JS對某一個文本進行準換時，如果該文本包含非Latin1字符的字符串,會報錯，所以我們需要對其進行準換處理。
// 原始文本字符串，包含非Latin1字符const text = "前端柒八九";// 創(chuàng)建一個 TextEncoder 對象，用于將文本編碼為字節(jié)數(shù)組const encoder = new TextEncoder();// 使用 TextEncoder 對象將文本編碼為字節(jié)數(shù)組const data = encoder.encode(text);// 使用 String.fromCharCode 和展開運算符 (...) 將字節(jié)數(shù)組轉(zhuǎn)換為字符串// 然后使用 btoa 函數(shù)將字符串轉(zhuǎn)換為 Base64 編碼const base64 = btoa(String.fromCharCode(...data));// 打印 Base64 編碼后的結(jié)果console.log(base64); //5YmN56uv5p+S5YWr5Lmd我們在這里并沒有加密文本。給定Base64編碼的數(shù)據(jù)，非常容易將其轉(zhuǎn)換回（解碼）原始文本。我們「只是改變了數(shù)據(jù)的表示」，即編碼。
在本質(zhì)上，Base64編碼使用一組特定的、減少的字符來「編碼二進制數(shù)據(jù)」，以防止數(shù)據(jù)損壞。
Base64字母表
由于只有64個字符可用于編碼，我們可以僅使用6位來表示它們，因為2^6 = 64。每個Base64數(shù)字表示6位數(shù)據(jù)。一個字節(jié)中有8位，而 8 和 6 的「最小公倍數(shù)」是 24。因此，「24 位，或 3 個字節(jié)，可以用四個 6 位的 Base64 數(shù)字表示」。
我們可能在HTML文檔中使用了<img src="789.jpeg">標簽來包含圖像。其實，我們可以直接將「圖像數(shù)據(jù)」嵌入到 HTML 中，而不必使用外鏈！數(shù)據(jù)URL可以做到這一點，它們使用Base64編碼的文本來內(nèi)聯(lián)嵌入文件。
<img src="data:image/gif;base64,xxxxbase64encodedtextxxxx" />data:[<mime type >][;charset=<charset>][;base64],<encoded data></encoded></charset></mime>另一個常見的用例是當我們需要在網(wǎng)絡上傳輸或存儲一些二進制數(shù)據(jù)，而網(wǎng)絡只能處理文本或ASCII數(shù)據(jù)時。這確保了數(shù)據(jù)在傳輸過程中保持不變。還有就是在 URL 中傳遞數(shù)據(jù)時，當數(shù)據(jù)包含不適合 URL 的字符時,此時Base64就有了用武之地。
Base編碼還在許多應用程序中使用，因為它使得可以使用文本編輯器來操作對象。
我們還可以使用 Base64 編碼「將文件作為文本傳輸」。
以下是將一些文本轉(zhuǎn)換為 Base64 的簡單算法。
通過上述操作我們會得到一個Base64編碼的字符串。如果最后一組中的比特位不足，可以使用=或==作為填充。
讓我們以front7作為范例，來模擬上述操作。
01100110 01110010 01101111 01101110 01110100 00110111f r o n t 7011001 100111 001001 101111 011011 100111 010000 110111011001 100111 001001 101111 011011 100111 010000 11011125 23 9 47 27 23 16 2725 23 9 47 27 23 16 27Z n J v b n Q 3然后我們完成了。名字front7在 Base64 中表示為ZnJvbnQ3。
乍一看，Base64 編碼的好處并不是很明顯。
想象一下，如果我們有一張圖片或一個「敏感文件」（PDF、文本、視頻等），而不是簡單的字符串，我們想將它存儲為文本。我們可以首先將其轉(zhuǎn)換為二進制，然后進行 Base64 編碼，以獲得相應的 ASCII 文本。
現(xiàn)在我們可以將該文本發(fā)送或存儲在任何地方，以任何我們喜歡的方式，而不必擔心一些舊設(shè)備、協(xié)議或軟件會錯誤解釋原始二進制數(shù)據(jù)以損壞我們的文件。
所有編程語言都支持將數(shù)據(jù)編碼為 Base64 格式以及從 Base64 格式解碼數(shù)據(jù)。
// 簡單字符串const text1 = "front789";bota(text1); // ZnJvbnQ3ODk=// 超出`Latin-1`字符的字符串const text2 = "前端柒八九";const encoder = new TextEncoder();const data = encoder.encode(text);const base64 = btoa(String.fromCharCode(...data));console.log(base64); //5YmN56uv5p+S5YWr5Lmd用Rust的話，我們可以直接用 base64 crate。
在 Cargo.toml 文件中添加以下內(nèi)容：
[dependencies]base64 = "0.21.5"use base64::{Engine as _, engine::general_purpose};let orig = b"data";let encoded: String = general_purpose::STANDARD_NO_PAD.encode(orig);assert_eq!("ZGF0YQ", encoded);assert_eq!(orig.as_slice(), &general_purpose::STANDARD_NO_PAD.decode(encoded).unwrap());// or, URL-safelet encoded_url = general_purpose::URL_SAFE_NO_PAD.encode(orig);想了解更多關(guān)于Rust如何處理Base64，可以查看Rust base64[5]
此外，終端也內(nèi)置支持 Base64 編碼。在終端中嘗試以下命令：
echo "前端柒八九" | base645YmN56uv5p+S5YWr5LmdCg==$ echo "5YmN56uv5p+S5YWr5LmdCg==" | base64 -d前端柒八九
本文鏈接：http://www.www897cc.com/showinfo-26-17389-0.html了不起的Base64
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