问题描述
你需要实现一个 Base32 的编码和解码函数。
相比于 Base32，你可能更熟悉 Base64，Base64 是非常常见的用字符串形式表示二进制数据的方式，在邮件附件、Web 中的图片中都有广泛的应用。
Base32 是 Base64 的变种，与 Base64 不同的地方在于 Base64 以 6 bit 为一组作为索引，而 Base32 以 5 bit 为一组作为索引，每一组用一个 ASCII 字符表示。Base 64 总共需要 64 个字符表示，而 Base32 则只需要 32 个字符表示。
Base32 的编码流程如下：
- 对二进制数据进行预处理：如果二进制数据的 bit 数目不是 5 的倍数的话，在末尾补 0 直至为 5 的倍数。
- 以 5 bit 为一组进行分组。
- 将每一组的 5 bit 二进制转换为索引（0 - 31）。
- 在索引 - 字符转换表中查询索引对应的字符。
- 根据原始二进制数据的 bit 数目除以 40 后的余数，确定末尾需要补
+的数目。 - 如果原始二进制数据 bit 数目除以 40 后的余数是 0 的话，不需要补
+。 - 如果余数是 8，补 6 个
+。 - 如果余数是 16，补 4 个
+。 - 如果余数是 24，补 3 个
+。 - 如果余数是 32，补 1 个
+。
Base32 的索引 - 字符转换表如下：
索引：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
字符：9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 m n b v c x z a s d f g h j k l p o i u y t
你需要对字符串rawStr进行编码，并对encodedStr进行解码。
解题思路
需要实现一个 Base32 的编码和解码函数。Base32 是一种将二进制数据编码为字符串的方式，类似于 Base64，但使用 5 位二进制数据作为索引，而不是 6 位。
编码流程
- 预处理：如果二进制数据的位数不是 5 的倍数，则在末尾补 0 直至为 5 的倍数。
- 分组：将二进制数据按 5 位一组进行分组。
- 转换：将每一组的 5 位二进制数据转换为索引（0 - 31）。
- 映射：在索引 - 字符转换表中查询索引对应的字符。
- 补
+：根据原始二进制数据的位数除以 40 后的余数，确定末尾需要补+的数目。
解码流程
- 划分：按加号划分编码后的字符串。
- 转换：将字符转换为二进制码。
- 分组：将二进制数据按 8 位一组进行分组。
- 转换：将每一组的 8 位二进制数据转换为 ASCII 字符。
索引 - 字符转换表
索引：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
字符：9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 m n b v c x z a s d f g h j k l p o i u y t
解题思路
编码：
- 将输入字符串转换为 ASCII 码，并将其转换为二进制字符串。
- 补零使得二进制字符串的长度是 5 的倍数。
- 将二进制字符串按 5 位一组进行分组，并将每组转换为索引。
- 根据索引 - 字符转换表将索引转换为字符。
- 根据原始二进制数据的位数除以 40 后的余数，确定末尾需要补 `+` 的数目。
解码：
- 按加号划分编码后的字符串。
- 将每个字符转换为索引，并将索引转换为二进制字符串。
- 将二进制字符串按 8 位一组进行分组，并将每组转换为 ASCII 字符。
数据结构选择
- 索引 - 字符转换表：使用字典来存储索引到字符和字符到索引的映射。
- 二进制字符串：使用字符串来存储二进制数据。
算法步骤
-
编码：
- 将输入字符串转换为 ASCII 码，并将其转换为二进制字符串。
- 补零使得二进制字符串的长度是 5 的倍数。
- 将二进制字符串按 5 位一组进行分组，并将每组转换为索引。
- 根据索引 - 字符转换表将索引转换为字符。
- 根据原始二进制数据的位数除以 40 后的余数，确定末尾需要补
+的数目。
-
解码：
- 按加号划分编码后的字符串。
- 将每个字符转换为索引，并将索引转换为二进制字符串。
- 将二进制字符串按 8 位一组进行分组，并将每组转换为 ASCII 字符。
题解
以下为python版本代码，已通过评测
def solution(rawStr, encodedStr):
# 索引列表
indexList = ['9', '8', '7', '6', '5', '4', '3', '2', '1', '0', 'm', 'n', 'b', 'v', 'c', 'x', 'z', 'a', 's', 'd', 'f', 'g', 'h', 'j', 'k', 'l', 'p', 'o', 'i', 'u', 'y', 't']
indexToChar = {i: indexList[i] for i in range(len(indexList))} # 索引转字符
charToIndex = {indexList[i]: i for i in range(len(indexList))} # 字符转索引
# 编码
# 1、将字符串转为ascii码再转为二进制（补0）
asciiStr = [ord(char) for char in rawStr] # 将字符串转化为字符数组
binaryStr = ''.join(f'{num:08b}' for num in asciiStr) # 将单个字符转化为八位二进制数，并赋值给二进制串
rawBinaryStr = binaryStr
zeroNumNeeded = (5 - len(binaryStr) % 5) % 5
# 检查当前二进制串的位数，适当补零
binaryStr += '0' * zeroNumNeeded
# 2、按五位一组进行分组，并转化为索引
rawGroup = [binaryStr[i:i+5] for i in range(0, len(binaryStr), 5)] # 原始二进制数据分组
# 转化为索引
indexRuneArr = [indexToChar[int(val, 2)] for val in rawGroup]
result1 = ''.join(indexRuneArr) # 解码结果
# 补 '+'
if len(rawBinaryStr) % 40 == 8:
result1 += '++++++'
elif len(rawBinaryStr) % 40 == 16:
result1 += '++++'
elif len(rawBinaryStr) % 40 == 24:
result1 += '+++'
elif len(rawBinaryStr) % 40 == 32:
result1 += '+'
# 解码
# 按加号划分
decodedStrArr = []
isPlus = False
while len(encodedStr) > 0:
for index in range(len(encodedStr)):
val = encodedStr[index]
if val == '+':
if index == len(encodedStr) - 1:
decodedStrArr.append(encodedStr)
encodedStr = ''
break
isPlus = True
else:
if isPlus:
decodedStrArr.append(encodedStr[:index])
isPlus = False
encodedStr = encodedStr[index:]
break
print(decodedStrArr)
# 1、将字符转为二进制码
result2 = ''
for str_ in decodedStrArr:
binaryDecodeStr = ''
numOfPlus = 0
for val in str_:
if val == '+':
numOfPlus += 1
else:
binaryDecodeStr += f'{charToIndex[val]:05b}'
startIndex = len(binaryDecodeStr) - len(binaryDecodeStr) % 40 # 最后一组的起始索引
if numOfPlus == 1:
binaryDecodeStr = binaryDecodeStr[:startIndex + 32]
elif numOfPlus == 3:
binaryDecodeStr = binaryDecodeStr[:startIndex + 24]
elif numOfPlus == 4:
binaryDecodeStr = binaryDecodeStr[:startIndex + 16]
elif numOfPlus == 6:
binaryDecodeStr = binaryDecodeStr[:startIndex + 8]
binaryGroup = [chr(int(binaryDecodeStr[j:j+8], 2)) for j in range(0, len(binaryDecodeStr), 8)] # 二进制分组，每八位一组
result2 += ''.join(binaryGroup)
result = result1 + ':' + result2 # 总结果
print(result)
return result
if __name__ == "__main__":
# You can add more test cases here
print(solution("foo", "b0zj5+++") == "bljhy+++:bar" )
print(solution("The encoding process represents 40-bit groups of input bits as output strings of 8 encoded characters. Proceeding from left to right, a 40-bit input group is formed by concatenating 5 8bit input groups. These 40 bits are then treated as 8 concatenated 5-bit groups, each of which is translated into a single character in the base 32 alphabet. When a bit stream is encoded via the base 32 encoding, the bit stream must be presumed to be ordered with the most-significant- bit first. That is, the first bit in the stream will be the high- order bit in the first 8bit byte, the eighth bit will be the low- order bit in the first 8bit byte, and so on.", "bljhy+++b0zj5+++") == "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:foobar" )
