java - Java 和 C# 之间的 Base64 和二进制流

Question

我觉得答案很明显，但假设我在 C# 中有以下内容

using (MemoryStream ms = new MemoryStream())
{
    using (BinaryWriter bw = new BinaryWriter(ms))
    {
        // Write some floats, bytes, and uints
        // Convert.ToBase64String this stuff from ms.ToArray
    }
}

以及 Java 中的以下内容(好吧，它是 Scala，但使用 Java 库):

val byteStream = new ByteArrayOutputStream()
val outStream = new DataOutputStream(byteStream)
// Write some floats, bytes, and longs where the uints were using 
// writeFloat, writeByte, and writeLong. .NET has an overloaded 
// function that takes whatever. 
// Base64.getEncoder.encodeToString byteStream.toByteArray

我得到完全不同的 Base 64 字符串。他们在这里做了什么不同的事情？我需要 Java 输出来匹配 .NET 输出。我认为它存在某种字节排序问题，但我没有使用 ByteBuffer 运气好。来纠正这个问题。

Java:

PczMzT3MzM0/gAAAPczMzQAAAAAAAAAAAAAAAD3MzM0/gAAAAQAAAABRn8XzAAAAAAAAAAEAAAAAAAAAAQ==

C#(带有未知 = 符号，因为我们出于某种原因将其砍掉):

zczMPc3MzD0AAIA/zczMPQAAAAAAAAAAAAAAAM3MzD0AAIA/AfPFn1EBAAAAAQAAAA

我真的觉得它是字节排序的，这就是为什么我尝试使用 ByteBuffer在Java代码中，order方法，改变顺序但我没有成功。

为了进一步说明，Java 代码在 x86_64 CentOS Java 7 上运行，.NET 在 x86_64 Windows Server 2008 .NET 4 上运行。这些值来自 Protobuf 对象，因此我认为它们应该是非常跨平台的。从数字上讲，无论我输入什么，至少当我至少编写这三种数据类型时，数据都是相同且一致的。唯一显着的区别是 Java 中缺少无符号类型，并且可能存在二进制表示差异，这是我最初试图解决的问题，但我似乎无法弄清楚。

正如我所说。使用其他格式不是一种选择。我需要从 java 编写的二进制数据，然后进行 Base 64 编码，以产生与 .NET 相同的结果。序列化选择不是一个选项。必须是这样。我需要一种资源来帮助将它们整合在一起，无论这是否意味着字节数据的二进制操作。我需要对数据类型进行一些解释，因为我进行了大量搜索，但没有找到解释如何执行此操作或真正差异是什么的资源，以便我可以实现我决定在这里询问的解决方案。

Answer 1

主要问题是 C# 的 BinaryWriter 首先写入数据类型的低字节，而 Java 的 DataOutputStream 首先写入高字节。

此外，当您写入 .NET 无符号整数时，会写入 4 个字节。但是当您编写 Java long 时，它会写入 8 个字节。这就是另一个区别。

但是，一旦您了解了差异，将它们修复为匹配实际上并不难。以下是 2 个代码片段，一个使用 C#，另一个使用 Java，它们编码相同的信息并输出相同的 Base64 编码字符串。就我而言，我选择重写 Java 编写 float 和 long 的方式。

.NET 代码示例

static void Main(string[] args)
{
    using (MemoryStream ms = new MemoryStream())
    {
        using (BinaryWriter bw = new BinaryWriter(ms))
        {
            // floats
            bw.Write(-456.678f);
            bw.Write(0f);
            bw.Write(float.MaxValue);

            // bytes
            bw.Write((byte)0);
            bw.Write((byte)120);
            bw.Write((byte)255);

            // uints
            bw.Write(0U);
            bw.Write(65000U);
            bw.Write(4294967295U);
        }

        var base64String = Convert.ToBase64String(ms.ToArray());
        Console.WriteLine(base64String);
    }
}

Java 代码示例

public static void main(String[] args) throws Exception {
    try (ByteArrayOutputStream byteStream = new ByteArrayOutputStream()) {

        try (DataOutputStream outStream = new DataOutputStream(byteStream)) {
            // floats
            writeFloat(-456.678f, outStream);
            writeFloat(0f, outStream);
            writeFloat(Float.MAX_VALUE, outStream);

            // bytes
            outStream.writeByte(0);
            outStream.writeByte(120);
            outStream.writeByte(255);

            // longs (uints)
            writeUint(0L, outStream);
            writeUint(65000L, outStream);
            writeUint(4294967295L, outStream);
        }

        String base64String = Base64.getEncoder().encodeToString(byteStream.toByteArray());
        System.out.println(base64String);
    }
}

private static void writeFloat(float f, DataOutputStream stream) throws Exception {
    int val = Float.floatToIntBits(f);
    stream.writeByte(val & 0xFF);
    stream.writeByte((val >>> 8) & 0xFF);
    stream.writeByte((val >>> 16) & 0xFF);
    stream.writeByte((val >>> 24) & 0xFF);
}

private static void writeUint(long val, DataOutputStream stream) throws Exception {
    stream.writeByte((int) (val & 0xFF));
    stream.writeByte((int) ((val >>> 8) & 0xFF));
    stream.writeByte((int) ((val >>> 16) & 0xFF));
    stream.writeByte((int) ((val >>> 24) & 0xFF));
}

两个样本的输出

yVbkwwAAAAD//39/AHj/AAAAAOj9AAD/////

确保使用 float 类型测试边缘情况，并在必要时进行调整。如果这对您很重要，我希望像 NaN 这样的有趣值会导致差异，但也许您不关心这一点。否则，我希望它能正常工作。