Ⅰ 数据流压缩原理和数据压缩Zlib的实现
压缩的本质就是去冗余,去除信息冗余,使用最短的编码保存最完整的数据信息。所以对于不同的场景,压缩采用的算法也因时制宜,比如视频和图片可以采用有损压缩,而文本数据采用无损压缩。压缩率又取决于信息的冗余度,也就是内容中重复的比例。那些均匀分布的随机字符串,压缩率会降到最低,即香农限
deflate是zip文件的默认算法。它更是一种数据流压缩算法。
LZ77压缩算法采用字典的方式进行压缩,是一种简单但是很高效的数据压缩算法。其方式就是把数据中一些可以组织成短语的字符加入字典。维护三个概念: 短语字典、滑动窗口、向前缓冲区
压缩的逆过程,通过解码标记和保持滑动窗口中的符号来更新解压数据。当解码字符被标记:将标记编码成字符拷贝到滑动窗口中,一步一步直到全部翻译完成
在流式传输中,不定长编码数据的解码想要保持唯一性,必须满足唯一可以码的条件。而异前缀码就是一种唯一可译码的候选,当然这样会增加编码的长度,却可以简化解码。
huffman编码是一种基于概率分布的贪心策略最优前缀码。huffman编码可以有效的压缩数据,压缩率取决于数据本身的信息冗余度
计算数据中各符号出现的概率,根据概率从小到大,从下往上反向构建构造码树,这样最终得到的编码的平均长度是最短的。同时也是唯一可译的
解读:在一开始,每一个字符已经按照出现概率的大小排好顺序,在后续的步骤中,每一次将概率最低的两棵树合并,然后用合并后的结果再次排序(为了找出最小的两棵树)。在gzip源码中并没有专门去排序,而是使用专门的数据结构(比如最小堆或者红黑树)。
使用优先队列实现huffman树,最后基于Huffman树最终实现文件压缩。
具体步骤:
gzip = gzip 头 + deflate 编码的实际内容 + gzip 尾
zlib = zlib 头 + deflate 编码的实际内容 + zlib 尾
压缩之前:初始化各种输入输出缓冲区;
压缩:我们可以不断往这些缓冲区中填充内容,然后由deflate函数进行压缩或者indeflate函数进行解压
总结:在调用deflate函数之前,应用程序必须保证至少一个动作被执行(avail_in或者avail_out被设置),用提供更多数据或者消耗更多的数据的方式。avail_out在函数调用之前千万不能为零。应用程序可以随时消耗被压缩的输出数据
Ⅱ 用C语言简单演示如何借助zlib库实现文件的压缩和解压缩
问题的根源在于这些网友对于字符串和字节流的概念非常的模糊,对文本文件和二进制文件的区别常常模棱两可,其实字节流可以表示所有的数据,二进制文件才是任何文件的本质。字节流是一个字节接一个字节,并没有结束符号,所以需要给它一个长度信息。二进制文件是一个字节接一个字节,并没有换行符之类的。文件压缩的时候,可以通过源文件的长度自动计算缓冲区的长度,压缩后写入目标文件之前,需先保留源文件和目标数据的长度作为解压缩的依据,参考如下代码:#include #include #include int main(int argc, char* argv[]) { FILE* file; uLong flen; unsigned char* fbuf = NULL; uLong clen; unsigned char* cbuf = NULL; /* 通过命令行参数将srcfile文件的数据压缩后存放到dstfile文件中 */ if(argc < 3) { printf("Usage: zcdemo srcfile dstfile\n"); return -1; } if((file = fopen(argv[1], "rb")) == NULL) { printf("Can\'t open %s!\n", argv[1]); return -1; } /* 装载源文件数据到缓冲区 */ fseek(file, 0L, SEEK_END); /* 跳到文件末尾 */ flen = ftell(file); /* 获取文件长度 */ fseek(file, 0L, SEEK_SET); if((fbuf = (unsigned char*)malloc(sizeof(unsigned char) * flen)) == NULL) { printf("No enough memory!\n"); fclose(file); return -1; } fread(fbuf, sizeof(unsigned char), flen, file); /* 压缩数据 */ clen = compressBound(flen); if((cbuf = (unsigned char*)malloc(sizeof(unsigned char) * clen)) == NULL) { printf("No enough memory!\n"); fclose(file); return -1; } if(compress(cbuf, &clen, fbuf, flen) != Z_OK) { printf("Compress %s failed!\n", argv[1]); return -1; } fclose(file); if((file = fopen(argv[2], "wb")) == NULL) { printf("Can\'t create %s!\n", argv[2]); return -1; } /* 保存压缩后的数据到目标文件 */ fwrite(&flen, sizeof(uLong), 1, file); /* 写入源文件长度 */ fwrite(&clen, sizeof(uLong), 1, file); /* 写入目标数据长度 */ fwrite(cbuf, sizeof(unsigned char), clen, file); fclose(file); free(fbuf); free(cbuf); return 0; }文件解压缩的时候,可以通过保留信息得到缓冲区和数据流的大小,这样解压缩后直接保存即可,参考如下代码:#include #include #include int main(int argc, char* argv[]) { FILE* file; uLong flen; unsigned char* fbuf = NULL; uLong ulen; unsigned char* ubuf = NULL; /* 通过命令行参数将srcfile文件的数据解压缩后存放到dstfile文件中 */ if(argc < 3) { printf("Usage: zudemo srcfile dstfile\n"); return -1; } if((file = fopen(argv[1], "rb")) == NULL) { printf("Can\'t open %s!\n", argv[1]); return -1; } /* 装载源文件数据到缓冲区 */ fread(&ulen, sizeof(uLong), 1, file); /* 获取缓冲区大小 */ fread(&flen, sizeof(uLong), 1, file); /* 获取数据流大小 */ if((fbuf = (unsigned char*)malloc(sizeof(unsigned char) * flen)) == NULL) { printf("No enough memory!\n"); fclose(file); return -1; } fread(fbuf, sizeof(unsigned char), flen, file); /* 解压缩数据 */ if((ubuf = (unsigned char*)malloc(sizeof(unsigned char) * ulen)) == NULL) { printf("No enough memory!\n"); fclose(file); return -1; } if(uncompress(ubuf, &ulen, fbuf, flen) != Z_OK) { printf("Uncompress %s failed!\n", argv[1]); return -1; } fclose(file); if((file = fopen(argv[2], "wb")) == NULL) { printf("Can\'t create %s!\n", argv[2]); return -1; } /* 保存解压缩后的数据到目标文件 */ fwrite(ubuf, sizeof(unsigned char), ulen, file); fclose(file); free(fbuf); free(ubuf); return 0; }
Ⅲ 如何发挥zlib压缩解压的最大效
首先说明,这里不是横向比较zlib与别的引擎(rar,leo,powerarc...),是探索如何发挥zlib压缩/解压的最大效率。
先看看如下代码在效率上的差异:
var MS:TMemoryStream;(1):begin MS:=TMemoryStream.Create; MS.Size:=$400000;//4M------------------------------------------------(2):var i:integer;begin MS:=TMemoryStream.Create; for i:=1 to 1024 do MS.Size:=MS.Size+4096;
你会发现,方法(1)只要1个毫秒,方法(2)却要20秒。
因此,如果把解压缩程序写成下面这样,会非常没有效率:
procere ZlibDeCompress(instream,outStream:TStream);var ACS:TDeCompressionStream; buf:array[1..4096] of byte; numread:integer;begin inStream.Position:=0; ACS:=TDeCompressionStream.Create(inStream); try repeat numRead:=ACS.Read(buf,sizeof(buf)); if numread>0 then outStream.Write(buf,numRead); until (numRead=0); finally ACS.Free; end;end;
如果我们知道原始资料的大小,一次确定outStream.Size,效率就可以提高几十倍。方法很简单,我们可以在压缩时,把原始资料的Size写在压缩Stream的头部,如,写一个LongWord的大小,解压时就可以先读出Size,因此,最有效率的解压程序为:
procere ZlibDecompressStream2(Source,Dest:TMemoryStream);var zstream: TZStreamRec; SourceLen,DestLen:LongWord;begin FillChar(zstream,SizeOf(TZStreamRec),0); SourceLen:=Source.Size; Source.Position:=0; Source.Read(DestLen,SizeOf(LongWord)); Dest.Size:=DestLen; zstream.next_in:=Pointer(LongWord(Source.Memory)+SizeOf(LongWord)); zstream.avail_in:=SourceLen-SizeOf(LongWord); zstream.next_out:=Dest.Memory; zstream.avail_out:=DestLen; ZDecompressCheck(InflateInit(zstream)); try ZDecompressCheck(inflate(zstream,Z_NO_FLUSH)); finally ZDecompressCheck(inflateEnd(zstream)); end;end;
用一个4M的文件试试,效率提高近70倍。
同样道理,在压缩的时候,如果能预先知道压缩后的大小,也能提高效率不少,但这似乎是不可能的,也不能盲目的给outStream.Size一个"足够大"的数值,只能按引擎的原理估算一个最接近的数值,zlib推荐的为:
((SourceLen+(SourceLen div 10)+12)+255) and not 255
因此,最有效率的压缩程序为:
procere ZlibCompressStream2(Source,Dest:TMemoryStream; CompressLevel:TZCompressi);var zstream: TZStreamRec; SourceLen,DestLen:LongWord;begin FillChar(zstream,SizeOf(TZStreamRec),0); SourceLen:=Source.Size; DestLen:=SizeOf(LongWord)+((SourceLen+(SourceLen div 10)+12)+255) and not 255; Dest.Size:=DestLen; Dest.Position:=0; Dest.Write(SourceLen,Sizeof(LongWord)); zstream.next_in:=Source.Memory; zstream.avail_in:=SourceLen; zstream.next_out:=Pointer(LongWord(Dest.Memory)+SizeOf(LongWord)); zstream.avail_out:=DestLen-SizeOf(longWord); ZCompressCheck(DeflateInit(zstream,ZLevels[CompressLevel])); try ZCompressCheck(deflate(zstream,Z_FINISH)); finally ZCompressCheck(deflateEnd(zstream)); end; Dest.Size:=zstream.total_out+SizeOf(LongWord);end;
Ⅳ delphi中用zlib怎样压缩和解压
数据压缩和解压的示例代码:
{压缩流}
function CompressStream(ASrcStream: TStream; ALevel: TSfCompressionLevel): TStream;
var
SrcData,Buffer:Pointer;
BufSize:Integer;
begin
Buffer:=nil;
Result:=nil;
BufSize:=0;
GetMem(SrcData,ASrcStream.Size);
ASrcStream.Position:=0;
ASrcStream.Read(SrcData^,ASrcStream.Size);
try
try
SfCompressBuf(SrcData,ASrcStream.Size,Buffer,BufSize,ALevel);
except
on E:Exception do
SfRaiseException(E,'Exception raised in CompressStream call');
end;
finally
FreeMem(SrcData);
SrcData:=nil;
end;
//由于try...except块中重引发了异常,所以在发生了异常的情况下,以下的代码不会执行
Result:=TMemoryStream.Create;
Result.Write(Buffer^,BufSize);
FreeMem(Buffer);
end;
{解压流}
function CompressStream(ASrcStream: TStream; ALevel: TSfCompressionLevel): TStream;
var
SrcData,Buffer:Pointer;
BufSize:Integer;
begin
Buffer:=nil;
Result:=nil;
BufSize:=0;
GetMem(SrcData,ASrcStream.Size);
ASrcStream.Position:=0;
ASrcStream.Read(SrcData^,ASrcStream.Size);
try
try
SfCompressBuf(SrcData,ASrcStream.Size,Buffer,BufSize,ALevel);
except
on E:Exception do
SfRaiseException(E,'Exception raised in CompressStream call');
end;
finally
FreeMem(SrcData);
SrcData:=nil;
end;
//由于try...except块中重引发了异常,所以在发生了异常的情况下,以下的代码不会执行
Result:=TMemoryStream.Create;
Result.Write(Buffer^,BufSize);
FreeMem(Buffer);
end;
{压缩字节数组}
function CompressBytes(ASrcBytes: TBytes; ALevel: TSfCompressionLevel): TBytes;
var
Buffer:Pointer;
BufSize:Integer;
begin
Buffer:=nil;
BufSize:=0;
try
SfCompressBuf(@ASrcBytes[0],Length(ASrcBytes),Buffer,BufSize,ALevel);
SetLength(Result,BufSize);
Move(Buffer^,Result[0],BufSize);
except
on E:Exception do
SfRaiseException(E,'Exception raised in CompressBytes call');
end;
//由于try...except块中重引发了异常,所以在发生了异常的情况下,以下的代码不会执行
FreeMem(Buffer);
end;
{解压字节数组}
function DecompressBytes(ASrcBytes: TBytes): TBytes;
var
Buffer:Pointer;
BufSize:Integer;
begin
Buffer:=nil;
BufSize:=0;
try
SfDecompressBuf(@ASrcBytes[0],Length(ASrcBytes),0,Buffer,BufSize);
SetLength(Result,BufSize);
Move(Buffer^,Result[0],BufSize);
except
on E:Exception do
SfRaiseException(E,'Exception raised in DecompressBytes call');
end;
//由于try...except块中重引发了异常,所以在发生了异常的情况下,以下的代码不会执行
FreeMem(Buffer);
end;
Ⅳ python中如何对文件进行 zlib压缩
文件读取以后也是一个大的字符串,整个一起压缩就可以了。
示例:
fin=open('in.txt','r')
fout=open('out.txt','w')
str=fin.read()
//compressstr
fout.write(compressed_str)
fout.close()
fin.close()
Ⅵ zlib函数compress解释
zlib 是通用的压缩库,提供了一套 in-memory 压缩和解压函数,并能检测解压出来的数据的完整性(integrity)。zlib 也支持读写 gzip (.gz) 格式的文件。下面介绍两个最有用的函数——compress 和 uncompress。
int compress(Bytef *dest, uLongf *destLen, const Bytef *source, uLong sourceLen);
compress函数将 source 缓冲区中的内容压缩到 dest 缓冲区。 sourceLen 表示source 缓冲区的大小(以字节计)。注意函数的第二个参数 destLen 是传址调用。当调用函数时,destLen表示 dest 缓冲区的大小,destLen > (sourceLen + 12)*100.1%。当函数退出后,destLen 表示压缩后缓冲区的实际大小。此时 destLen / sourceLen 正好是压缩率。
compress 若成功,则返回 Z_OK;若没有足够内存,则返回 Z_MEM_ERROR;若输出缓冲区不够大,则返回 Z_BUF_ERROR。
Ⅶ 关于zlib解压缩的问题~
压缩与解压缩的时候,分别有2个不同的版本,分别是safe和普通的版本。2个版本要对应起来。
你在解压缩的时候,注意缓冲区大小了吗?缓冲区够用了吗?在压缩前,保存一下这个压缩前的原始的长度,然后解压前,分配一块至少这么大的内存。
你实际调试过吗?比如,你可以先去掉文件IO的过程,只是对一个字符串进行压缩/解压,然后看看是否正确;然后再加上文件IO,看看存取的过程是否正确。压缩后的文件应该以二进制方式打开对吧。
Ⅷ java zlib 压缩和解压缩怎么实现
使用java.util.zip.ZipFile 类及相关的类实现
如解压缩
ZipInputStream zin = new ZipInputStream(in);
ZipEntry entry = null;
while((entry=zin.getNextEntry())!=null){
if(entry.isDirectory()||entry.getName().equals("..\\"))
continue;
BufferedInputStream bin = new BufferedInputStream(zin);
byte[] buf = new byte[];
bin.read(buf,0,1);
}
Ⅸ SVGA-介绍
1.x 使用 JSON 描述动画,JSON 是一种易于扩展的、强大的描述语言,但是,JSON 也有一个致命的缺点,当动画极度复杂时,JSON 文件会变得非常大,解析耗时以及内存开销会增大。
因此,JSON 方案已于 2.0 开始,被弃用。
2.x 使用 ProtoBuf 描述动画,相关的 Proto 协议可以在此获取
2.x SVGA 文件是使用 ProtoBuf 编写的二进制文件,并使用 zlib 压缩后得到。
2.0.0 的 Player 理应播放 2.x 的格式文件,并向下兼容 1.x 格式文件。
1.x 的 Player 只能播放 1.x 的格式文件,不能播放 2.x 的格式文件。
https://blog.csdn.net/tmacyi/category_10914115.html