C++字节流与二进制字符串相互转换（一个简单的明文加解密程序）

1.想法由来

作为一名程序猿，在我们写文章、文字片段或者一句简短的话语，对外发表或者告之他人时，是否想过带点新意和创意呢？如果想过，那么这篇文章会给你一点帮助。

本文介绍的是一个简单的将明文与二进制字符串相互转换的工具，尚未提供私有秘钥加密的功能，后续如有需要或网友有兴趣可自行扩展其功能。之所以写这个小工具，是因为我在写一篇blog时，一些较为私密的信息不想那么明显的公之于众，简单的将其转换成对应的二进制字符串，这样一来，既增加了对方对加密后文字的兴趣，也避免了敏感信息直白表述带来的尴尬，又体现自己的程序猿特质，难道不是一个一举多得的idea么。

2.应用场景

有了这个小工具，把我们的明文转换成对应的二进制字符串，其主要应用场景有：

（1）屌丝程序猿向女神表白。

将自己的心意大胆的说出来吧，别怕别人笑话，因为不懂01的他们根本不知道你写的是什么。也别怕女神看不明白，懂你在乎你的人，她会去向你再三询问的，如果你的女神也是个程序媛，那就简单多了！使用01表白，是不是很有feel呢？

（2）加密自己私密的信息。

比如自己做了一些不该做的事，犯了一些不该犯的错，想了一个不该想的人，内心独白，情感宣泄等等，不想被岁月渐渐的抹去，淡忘在时间的银河里，那就勇敢的记录下来吧！用这个小工具加个密，不怕别人看的到，就怕他看不懂！

3.上代码

talking is cheap show me the code！少逼逼，亮代码！源码文件byte2binarystring.cpp内容如下。

#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <stdint.h>

#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;

int byteStream2BinaryString(uint8_t byteBuf[],int byteLen,char charBuf[],int charLen,int type);

/*************************************
*@brief:中文与二进制字符串之间的相互转换
*@加密:-e -f inputFile.txt -o outFile
*@解密:-d -f inputFile.txt -o outFile
*@帮助：-h 或者 --help
#@将结果输出到标准输出:-O
**************************************/
int main(int argc,char* argv[]){
//print help
if(argc==2&&(strcmp(argv[1],"-h")==0||strcmp(argv[1],"--help")==0)){
cout<<"Usage:"<<endl;
cout<<"encryption: b2bs.out -e -O -f [inputFile] -o [outFile]"<<endl;
cout<<"decryption: b2bs.out -d -O -f [inputFile] -o [outFile]"<<endl<<endl;

cout<<"Options:"<<endl;
cout<<"-e <encrypt> encrypt chinese to binary string."<<endl;
cout<<"-d <decrypt> decrypt binary string to chinese."<<endl;
cout<<"-f <file> specify the input file."<<endl;
cout<<"-o <output> specify the output file."<<endl;
cout<<"-O <Output> output the descrypt or encrypt result to standard output."<<endl;
cout<<"-h or --help output help information."<<endl<<endl;

cout<<"Author:"<<endl;
cout<<"Written by Dablelv(吕吕)"<<endl;

cout<<"Reporting:"<<endl;
cout<<"Any suggestions or bugs,please report to 1589276509@qq.com,thx!"<<endl;
return 0;
}

if(argc!=6&&argc!=7){
cerr<<"error usage,check input or try -h|--help!"<<endl;
return -1;
}

bool isStdout=false,isDecrypt=false,isEncrypt=false;
ifstream ifs;
ofstream ofs;
string outFilePath;
for(int i=0;i<argc;++i){
if(strcmp(argv[i],"-O")==0){
isStdout=true;
}
if(strcmp(argv[i],"-e")==0){
isEncrypt=true;
}
if(strcmp(argv[i],"-d")==0){
isDecrypt=true;
}
if(strcmp(argv[i],"-f")==0){
ifs.open(argv[i+1], ios::in);
if(!ifs.is_open()){
//cerr<<"can't find file "<<argv[i+1]<<endl;
cerr<<"ERRCODE:"<<errno<<" "<<strerror(errno)<<endl;
return -1;
}
}
if(strcmp(argv[i],"-o")==0){
ofs.open(argv[i+1],ios::out);
if(!ifs.is_open()){
//cerr<<"can't find file "<<argv[i+1]<<endl;
cerr<<"ERRCODE:"<<errno<<" "<<strerror(errno)<<endl;
return -1;
}
}
}
if((isEncrypt&&isDecrypt)||(!isEncrypt&&!isDecrypt)){
cerr<<"error usage,check input or try -h|--help!"<<endl;
return -1;
}

/************* 加密 **************/
if(isEncrypt){
ifs.seekg(0,ios::end);
int byteLen=ifs.tellg();
uint8_t* byteBuf=new uint8_t[byteLen];
char* charBuf=new char[byteLen*8];
ifs.seekg(0,ios::beg);
ifs.read((char*)byteBuf,byteLen);
int ret=byteStream2BinaryString(byteBuf,byteLen,charBuf,byteLen*8,0);
if(ret!=0){
cerr<<"encrypt failed!"<<endl;
return -1;
}
ofs.write(charBuf,byteLen*8);
if(isStdout){
cout<<"encrypt result:"<<endl;
cout<<charBuf<<endl;
}
delete[] byteBuf;
delete[] charBuf;
return 0;
}

/************* 解密 **************/
if(isDecrypt){
ifs.seekg(0,ios::end);
int charLen=ifs.tellg();
char* charBuf=new char[charLen];
int byteLen=charLen%8==0?charLen/8:charLen/8+1;
uint8_t* byteBuf=new uint8_t[byteLen];
ifs.seekg(0,ios::beg);
ifs.read(charBuf,charLen);
int ret=byteStream2BinaryString(byteBuf,byteLen,charBuf,charLen,1);
if(ret!=0){
cerr<<"decrypt failed!"<<endl;
return -1;
}
ofs.write((char*)byteBuf,byteLen);
if(isStdout){
cout<<"decrypt result:"<<endl;
cout<<(char*)byteBuf<<endl;
}
delete[] byteBuf;
delete[] charBuf;
return 0;
}
}

/*****************************************
*@brief:字节流转换与二进制字符流相互转换
*@para:byteBuf:输入字节流;byteLen:字节流长度;charBuf:二进制字符流;charLen:二进制字符流长度;type:0字节流转二进制字符流,1二进制字符流转字节流
*@return:0:success;-1:error
*@author:dablelv
*@date:20160809
******************************************/
int byteStream2BinaryString(uint8_t byteBuf[],int byteLen,char charBuf[],int charLen,int type){
if(type!=0&&type!=1){
return -1;
}
//字节流转二进制字符流
if(type==0){
if(charLen<8*byteLen)
return -1;
int charBufIndex=0;
for(int i=0;i<byteLen;++i){
for(int j=7;j>=0;--j){
if(byteBuf[i]>>j&0x1){
charBuf[charBufIndex++]='1';
}else{
charBuf[charBufIndex++]='0';
}
}
}
return 0;
}

//二进制字符流转字节流
if(type==1){
if(8*byteLen<charLen)
return -1;
char tmpStr[9]="";
int byteBufIndex=0;
for(int i=0;i<charLen;i=i+8){
strncpy(tmpStr,charBuf+i,8);
for(int j=0;j<8;++j){
byteBuf[byteBufIndex]+=tmpStr[j]-'0'<<7-j;
}
++byteBufIndex;
}
return 0;
}
}

源码也可以在我的github上下载。地址：dable github。

4.编译

因为只有一个源文件，编译很简单。

g++ byte2binarystring.cpp -o b2bs.out

姑且给这个程序命名为b2bs。如果是多个源文件编译的话，那么在Linux下可就要写makefile了。下面给出自己总结的一个很好用的makefile模板，别人一般我不告诉他！

##################################
# @brief:make scripts template
# @author:dablelv
##################################

#environment var
VPATH+=dir1:dir2

CC:=g++
FLAGS=-g -Wall -std=c++11
INC+=-IheadDir1 -IheadDir2
LIBDIR+=-LlibDir1 -LlibDir2

CPPDIRS=srcdir1 srcdir2

TARGET:=yourTarget

CPPS=$(shell for dir in ${CPPDIRS};do echo $${dir}/*.cpp;done)

OBJDIR=objDir
OBJS=$(patsubst %.cpp,${OBJDIR}/%.o,$(notdir ${CPPS}))

${TARGET}:${OBJS}
${CC} ${FLAGS} ${OBJS} -o $@ ${LIBDIR}

${OBJDIR}/%.o:%.cpp
${CC} ${FLAGS} ${INC} -o $@ -c $<

.PHONY:clean
clean:
rm -f ${TARGET} ${OBJDIR}/*

5.使用说明与示例

代码中已经有详细的注释了，我再贴一下，也可使用命令

b2bs.out -h

来查看使用说明。

Usage:
encryption:b2bs.out -e -O -f [inputFile] -o [outFile]
decryption:b2bs.out -d -O -f [inputFile] -o [outFile]

Options:
-e <encrypt> encrypt chinese to binary string.
-d <decrypt> decrypt binary string to chinese.
-f <file> specify the input file.
-o <output> specify the output file.
-O <Output> output the descrypt or encrypt result to standard output.
-h or --help output help information.

使用示例：

将”里约奥运，中国加油！”写在文本文档，以任意编码存放，我这里使用notepad++编辑以utf-8无BOM来存放。BOM（Byte Order Mark）指的是字节序，出现在文本文件头部，用来指明一个由多个字节表示的非ASCII字符的字节顺序。Windows还使用BOM来标记文本文件的编码方式，Linux一般不需要BOM。

将明文文本（字节流）转为二进制字符串：

b2bs.out -e -f inputFile -o outFile

打开outFile，我们会看到如下二进制字符串：

111010011000011110001100111001111011101010100110111001011010010110100101111010001011111110010000111011111011110010001100111001001011100010101101111001011001101110111101111001011000101010100000111001101011001010111001111011111011110010000001

将上面二进制字符串转成明文文本（字节流）。

b2bs.out -d -f outFile -o newOutFile

打开newOutFile你将会看到解密后的明文：

里约奥运，加油中国！

6.小结

最近因在腾讯实习的工作不是很紧张，忙里偷闲写了这个小工具，感觉还是挺好玩的，有心人可以给它做一个GUI，穿上一套衣服，感觉裸奔不太友好，或者增加秘钥加密的功能等等！最近这两天也迎来实习转正考核，希望一切顺利，也祝愿一同实习的小伙伴们考核顺利，校招圆满，有个满意的归宿！