C++ Lzw压缩算法分析与实现【源码+附图】

一、需求分析:
在日常的工作生活中,出于文件存储、传输的要求,需要对数据进行压缩。LZW 压缩算法是一种新颖的压缩方法,由Lemple、Ziv及Welch三人共同创造,并用他们的名字命名。
它采用了一种先进的串表压缩,将每个第一次出现的串放在一个串表中,用一个数字来表示串,压缩文件只存贮 数字,则不存贮串,从而使图象文件的压缩效率得到较大的提高的一种无损压缩算法。
由于LZW压缩算法是一种可以即时传输压缩数据并即时解码数据的算法,因此它可以广泛使用在日常的文件压缩及文件传输数据压缩中。

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二、概要设计:
要设计一套压缩软件,最核心的部分即是算法, 即字典的建立与添加字典数据,检索数据等功能。
同时,还需要制定一套合理,完善的存储规则。
自然,软件必须分为两部分:压缩部分与解压缩部分。
于是软件整体框架即设计为:

C++ Lzw压缩算法分析与实现【源码+附图】



三、详细设计:
1、LZW字典的方法
   根据字典压缩算法,可以设计出针对LZW字典需要的基本方法,有:完成字典的初始化(即将0-255这256个数据加入字典中)、完成字典添加数据功能、完成检加对应串的位置功能等。
2、文件存储的规则
(1)五个字节:
文件的验证属性码:l z w r q 。
(2)一个字节
    原文件名的长度n
(3)n个字节
    文件名
(4)n个字节
文件数据对应的压缩后编码
   3、压缩算法
(1)从输入流中读入一个字符,作为当前串的后缀。
(2)如果当前串在字典中,就用当前串的编码作前缀,转到第1步。
(3)如果当前串不在字典中,就把当前串放到字典中,并把前缀放到输出流,后缀变前缀,转到第1步。
(4)当输入流读完后,串中应还剩一个前缀,前其放到输出流,结束。
4、解压缩算法
(1)在输入流中读入一个字符。
(2)如果当前编码在字典中,则把当前编码的第一个字符作为当前串的后缀,如果当前串不在字典中,就把它加入到字典中,然后把当然编码作为串的后缀,转到第4步。
(3)如果当前编码不在字典中,就把前缀的第一个字符作为后缀,把串加入到字典中,用当前串的编码作前缀,转到第4步。
(4)把前缀放到输入流,转到第1步。

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