• 关于LZW算法的压缩与解压缩


    关于LZW算法的压缩与解压缩

    LZW算法是基于字典查找的一种优秀算法,该算法的名称来源于它的三个创始人Lemple-Ziv-Welch。它的压缩比通常在1:1--1:3之间,一些数据重复较多的文件采用此压缩方法的效果会更好。下面将详细阐述LZW算法的压缩与解压缩过程。

     

    1LZW算法的压缩过程

    1.1    准备工作:

    在讲述压缩过程之前有必要先弄清楚与它相关的几个名词:

    “charstream”:字符流,表示从原始文件中输出的数据流。

    “prefix_character”:前缀字符,代表当前字符最直接的前一个字符。

    “current_character”:当前字符,顾名思意就是当前接收到的一个字符,它与prefix_character可以组成一个字符串。

    “string”:字符串,由前缀字符和当前字符组成。

    “code_table”:代码表,存储一个新的字符串的代码编号。

    “element”:元素,字符流中的不同的单个数据元素,它的代码是在编码前给它按顺序编制

    1.2具体实现:

    在了解了上面的一些概念以后,下面正式进入压缩算法步骤:

     

    ①     从字符流中获取第一个字符把它的值赋给prefix_character

    ②     字符流是否结束,没结束就从字符流中再取一个字符赋给current_character,字符结束首先输出prefix_character,然后退出程序。

    ③     String = prefix_character+current_character是否在code_table当中?

    ④     code_table当中,就把string的代码编号赋给prefix_character,转往②步进行。

    ⑤     没在cde_table当中,就把string存储到code_table当中去,输出prefix_charracter,并且把current_character赋给prefix_character,再转往②执行。

    1,.3举例分析:

    被编码的字符串

    位置

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    8

    9

    字符

    A

    B

    B

    A

    B

    A

    B

    A

    C

    此例中:ABCelement9个字符组成了char_stream

    步骤

    位置

    词典(code_table

    输出

    1

     

     

    1

    A

     

     

    2

     

     

    2

    B

     

     

    3

     

     

    3

    C

     

     

    4

     

     

    4

    AB

    1

    5

     

     

    5

    BB

    2

    6

     

     

    6

    BA

    2

    7

     

     

    7

    ABA

    4

    8

     

     

    8

    7C

    7

    在第4步中,A为前缀,B为当前字符,在第7步当中先得到一个stringAB,但是AB已经在code_table当中了,所以这时以AB作为前缀,后取一个字符A,这时(4+Acode_table当中没有,所以把这个string放到code_table中去,编号为(7),这时就把(7)作为前缀,继续下面的编码。

    2LZW的解压缩过程

    2.1在讲述解压缩的具体实现过程之前,首先把上面压缩字符表对应的解压缩表给出,再对照解压缩表给出解压缩的具体过程。

    步骤

    代码

    词典

    输出

     

     

     

     

    1

    A

     

     

     

     

     

     

    2

    B

     

     

     

     

     

     

    3

    C

     

     

    1

    1

    --

    --

    A

    2

    2

    4

    AB

    B

    3

    2

    5

    BB

    B

    4

    4

    6

    BA

    AB

    5

    7

    7

    ABA

    ABA

    6

    3

    8

    7C

    C

    2.2 LZW解压缩具体步骤:

     

    从上面的解压缩表可以看出以下几条:

    当遇到小于3的代码时就直接输出,如ABC

    当遇到大于3的代码,并且在code_table当中存在的代码值时就到code_table当中去遍历它存储的字符,并且把它输出。如第4步中的(4);

    当遇到大于3,但是在code_table当中没有存储的就把前缀的第1个字符作为当前字符,把这个当前字符和前缀同时输出,并且把他们存储在code_table当中。如(7),它把AB的第1个字符加在AB之后将其作为一个string输出,并且存储在code_table当中。

    具体解压步骤如下:

    ①     读取第一个字符,输出它,并且把它赋给prefix_character

    ②     读取下一个字符,是否文件已经结束,没有结束,就把该字符赋给current_character,该字符是否大于N(基本字符element的个数)?

    ③     大于N,是否在code_table当中?

    ④     没在code_table当中,将prefix_character+prefix_character的第1个字符输出,并且赋给string 存储当code_table当中去,同时把该string赋给prefix_character,转向②执行。

    ⑤     code_table当中,遍历current_character的所有字符,并且输出它,把current_character赋给prefix_character,转向②执行。

    ⑥     小于N,输出current_character,并且把cureent_character赋给prefix_character,转向②执行。

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/ybqjymy/p/13684814.html
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