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LZW压缩算法
LZW压缩算法是一种通用且有效的可变长度编码技术,常用于文本和数据压缩。它通过使用动态构建字典的机制来减少数据冗余,从而提高压缩率。初始化阶段,字典包含了255个可能的ASCII字符(0-255),随着压缩过程的进行,字典会逐步扩展。
实际编码方式
基本编码:
- 0-254的字符使用8位编码表示。
- 255及以上的字符使用9位编码表示。
扩展编码:
- 在需要使用9位编码时,算法会在编码结果前加上一个255的特殊码,确保解压时能够正确识别字符扩展的长度。
特殊处理:
压缩流程
压缩过程大致分为以下几个步骤:
初始化字典:放入初始的255个字符。 查找与扩展字典:逐步将新的字符序列添加到字典中,扩大字典容量。 编码转换:将字符转换为字典ID序列,并用变长编码将这些ID转成最终的二进制流。 代码实现
代码主要包含以下几个关键部分:
编码写入函数:将压缩后的二进制数据写入输出流。 解码读取函数:从输入流中读取压缩数据并还原原文。 字典管理:通过哈希表(map结构)存储当前已定义的字符序列及其对应的ID。 压缩率
LZW算法的压缩率通常在1024:420左右,这意味着压缩后的文件大小约为原数据的42%以内。
注意事项
- 边界处理:在检测到输入流结束时,确保能正确编码剩余的未处理字符。
- 增强通用性:通过特殊编码机制(如/0编码),使算法能适用于各种文件类型。
LZW压缩算法因其简单性和良好的压缩性能,在数据压缩领域仍然具有重要的地位。通过合理管理字典并优化编码策略,可以进一步提升压缩效果。
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