c++实现deflate压缩算法

Deflate算法是一种无损数据压缩算法，它结合了两种压缩算法：哈夫曼编码和LZ77算法。哈夫曼编码用于建立字符之间的映射表，而LZ77算法则用于消除数据中的重复信息。

实现Deflate压缩算法的步骤如下：

1. 将待压缩的数据划分成多个块，每个块的大小在64KB到4MB之间。将每个块的数据单独压缩，并将每个块的压缩结果串接起来，作为最终的压缩结果。

2. 对每个数据块进行LZ77压缩。LZ77算法将数据块分成多个滑动窗口，每个滑动窗口包含一个前缀和一个后缀。前缀为已经压缩的部分，后缀为未压缩的部分。LZ77算法在后缀中查找重复出现的字符序列，并将这些字符序列用一个指向前缀的指针来代替。这样可以极大地减少需要存储的数据量。

3. 对压缩后的滑动窗口进行哈夫曼编码。哈夫曼编码利用字符出现的概率来建立一棵哈夫曼树，然后将每个字符映射到其对应的哈夫曼编码。哈夫曼编码树的性质使得出现频率高的字符拥有较短的编码，从而进一步减少了需要存储的数据量。

4. 将压缩后的滑动窗口以及哈夫曼编码表合并为一个数据块，并将合并后的数据块追加到压缩结果中。

最后，我们可以通过解压算法将压缩后的数据恢复为原始数据。实现Deflate压缩算法需要掌握哈夫曼编码和LZ77算法的原理，同时也需要理解如何将不同步骤的结果进行串接和合并。

相关问题

用c++实现 DEFLATE 算法的示例代码

DEFLATE 算法是一种常用的数据压缩算法，它通过使用 LZ77 算法和 Huffman 编码来实现压缩。下面是用 C 语言实现 DEFLATE 算法的一个简单示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#define WINDOW_SIZE 4096
#define MIN_MATCH_LENGTH 3

int deflate(FILE *in, FILE *out) {
  unsigned char window[WINDOW_SIZE];
  unsigned char buffer[WINDOW_SIZE];
  int window_pos = 0;
  int buffer_pos = 0;

  while (1) {
    int best_match_length = 0;
    int best_match_distance = 0;

    // 查找最佳匹配
    for (int i = 0; i < WINDOW_SIZE; i++) {
      int match_length = 0;
      while (match_length < WINDOW_SIZE &&
             buffer[buffer_pos + match_length] == window[(window_pos - i + match_length) % WINDOW_SIZE]) {
        match_length++;
      }

      if (match_length > best_match_length) {
        best_match_length = match_length;
        best_match_distance = i;
      }
    }

    // 如果找到了最佳匹配，则将匹配长度和距离写入输出文件
    if (best_match_length >= MIN_MATCH_LENGTH) {
      fputc((best_match_length - MIN_MATCH_LENGTH) & 0xff, out);
      fputc(((best_match_length - MIN_MATCH_LENGTH) >> 8) & 0xff, out);
      fputc(best_match_distance & 0xff, out);
      fputc((best_match_distance >> 8) & 0xff, out);

      // 更新窗口位置和缓冲区位置
      window_pos = (window_pos + best_match_length) % WINDOW_SIZE;
      buffer_pos += best_match_length;
    } else {
      // 否则，将单个字节写入输出文件
      fputc(buffer[buffer_pos], out);

      // 更新窗口位置和缓冲区位置
      window[window_pos] = buffer[buffer_pos];
      window_pos = (window_pos + 1) % WINDOW_

gzip压缩算法 c++

gzip压缩算法是一种常见的数据压缩算法，它使用DEFLATE算法进行数据压缩，并加入了文件头、校验码等信息。在C++中，可以使用zlib库来实现gzip压缩算法。以下是使用zlib库进行gzip压缩的示例代码：

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <zlib.h>

int main() {
    // 打开待压缩的文件
    std::ifstream input("input.txt", std::ios::in | std::ios::binary);
    if (!input) {
        std::cerr << "Failed to open input file!" << std::endl;
        return 1;
    }

    // 创建输出流，将压缩后的数据写入到文件中
    std::ofstream output("output.gz", std::ios::out | std::ios::binary);
    if (!output) {
        std::cerr << "Failed to open output file!" << std::endl;
        return 1;
    }

    // 创建zlib压缩流
    z_stream zs;
    std::memset(&zs, 0, sizeof(zs));

    if (deflateInit2(&zs, Z_DEFAULT_COMPRESSION, Z_DEFLATED, 31, 8, Z_DEFAULT_STRATEGY) != Z_OK) {
        std::cerr << "Failed to initialize zlib stream!" << std::endl;
        return 1;
    }

    zs.next_in = reinterpret_cast<Bytef*>(input.rdbuf()->sgetc());
    zs.avail_in = input.rdbuf()->in_avail();

    int ret;
    char outbuffer[32768];
    do {
        zs.next_out = reinterpret_cast<Bytef*>(outbuffer);
        zs.avail_out = sizeof(outbuffer);

        // 压缩数据
        ret = deflate(&zs, Z_FINISH);

        // 将压缩后的数据写入到输出流中
        output.write(outbuffer, sizeof(outbuffer) - zs.avail_out);
    } while (ret == Z_OK);

    // 关闭zlib压缩流
    deflateEnd(&zs);

    // 关闭文件
    input.close();
    output.close();

    return 0;
}

在上面的示例代码中，我们打开了一个文本文件，创建了一个输出流，然后使用zlib库中的函数进行gzip压缩，最后将压缩后的数据写入到输出流中。需要注意的是，在使用zlib库进行gzip压缩时，需要使用z_stream结构体来管理压缩流，同时需要调用deflateInit2函数初始化压缩流。