58 Base32编码和解码问题｜ 豆包MarsCode AI 刷题

题目解析

实现Base32编解码，输入给出两个字符串，一个是需要编码的字符串，一个是需要解码的字符串。输出为两个结果使用":"连接。分别实现两个算法即可。

编码：编码算法的输入是二进制数字，因此需要先将需要编码的字符串转成二进制数据。在python中使用字符串内置的encode()的方法可以获得对应编码系统的二进制数据。题目没有指明，但是本题使用的常见的"utf-8"编码格式，即每个字符在"utf-8"编码系统中寻找对应的编码。 然后按照题目给出的编码算法实现具体编码代码即可。 解码时需要将编码过程反转即可。

背景知识

• Base32指的是字符集$\Sigma$的大小$|\Sigma|$为32。即二进制数据每5位一组，表示字符集中一个字符的索引。同理Base64则二进制数据每6位一组。 为什么要使用Base64或Base32：邮件附件或Web图片编码后可以在只支持文本格式的系统中传输。

• Unicode字符集：Unicode字符集包含了世界上多数语言的字符，并定义了每个字符到码点(Code Point, 一个唯一的数字代码)之间的映射关系。

• "UTF-8"编码：UTF-8(Unicode Transformation Format -8 bit)是一种可变长度的字符编码，用于将Unicode码点转换为字节序列。对于 ASCII 字符（码点 U+0000 到 U+007F），UTF-8 使用 1 个字节。对于其他字符，UTF-8 使用 2 到 4 个字节。UTF-8 中的 "8" 表示它使用 8 位（1 个字节）作为基本单位(编码并兼容ASCII码)。

使用AI工具优化

由于python没有switch case语句。我代码中的多层if-else语句又显得很丑陋，因此我向MarsCode询问改进方案。她提出可以使用字典改进。以下是我根据建议提出的改进方案（不是模型直出）：

def encode(rawStr):
    rawBytes = rawStr.encode('utf-8')
    rawBytesList = [f"{byte:08b}" for byte in rawBytes]
    rawBits = ''.join(rawBytesList)
    orginLen = len(rawBits)
    lenPadding = (5-len(rawBits) % 5) % 5
    rawBits += ("0"*lenPadding)
    n = len(rawBits)
    res = []
    for i in range(n//5):
        lo = i*5
        hi = (i+1)*5
        index = int(rawBits[lo:hi], base=2)
        res.append(charSet[index])
    res = "".join(res)
    remains = orginLen % 40
    extra_plus_num = {8:6, 16:4, 24:3, 32:1}
    res += "+"*extra_plus_num.get(remains, 0)
    return res

def decode_(encodedStr):
    codes = [charSet.index(encode) if encode !=
             '+' else '+' for encode in encodedStr]
    if codes[-6] == "+":
        codes = codes[:-6]
        remaining = 8
    elif codes[-4] == "+":
        remaining = 16
        codes = codes[:-4]
    elif codes[-3] == "+":
        remaining = 24
        codes = codes[:-3]
    elif codes[-1] == "+":
        remaining = 32
        codes = codes[:-1]
    else:
        remaining = 0
    codesBits = list(map(lambda code: f"{code:05b}", codes))
    codesBits = "".join(codesBits)
    trunc_map={8:-2, 16:-4, 24:-1, 32:-3}
    trunc_idx = trunc_map.get(remaining, None)
    if trunc_idx:
        codesBits=codesBits[:trunc_idx]
    code = int(codesBits, 2).to_bytes((len(codesBits)//8), 'big')
    res = code.decode('utf-8')
    return res