用c语言写一个基于LZ77算法的编码和解码的功能

### 回答1：
LZ77 算法是一种早期的无损数据压缩算法，它通过在原始数据中寻找重复的子串并用指针和长度来替换这些重复的子串，以减小数据大小。

下面是一个简单的 C 程序，实现了基于 LZ77 算法的编码和解码功能：

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

#define WINDOW_SIZE 4096 // 窗口大小
#define MAX_MATCH_LENGTH 18 // 最大匹配长度

// 压缩时使用的三元组(position, length, next)表示重复子串
typedef struct {
  int position;
  int length;
  char next;
} triplet;

// 编码函数，将原始数据压缩为三元组序列
triplet* encode(const char* data, int data_size, int* triplet_count) {
  triplet* triplets = (triplet*) malloc(data_size * sizeof(triplet));
  int triplet_index = 0;
  int start = 0;
  while (start < data_size) {
    int best_position = -1;
    int best_length = 0;
    for (int i = 1; i <= WINDOW_SIZE && start - i >= 0; i++) {
      int length = 0;
      while (length < MAX_MATCH_LENGTH && start + length < data_size && data[start + length] == data[start - i + length]) {
        length++;
      }
      if (length > best_length) {
        best_position = i;
        best_length = length;
      }
    }
    if (best_length > 2) {
      triplets[triplet_index].position = best_position;
      triplets[triplet_index].length = best_length;
      triplets[triplet_index].next = data[start + best_length];
      triplet_index++;
      start += best_length;
    } else {
      triplets[triplet_index].position = -1;
      triplets[triplet_index].length = 1;
      triplets[triplet_index].next = data[start];
      triplet_index++;
      start++;
    }
  }
  *triplet_count = triplet_index;
  return triplets;
}

// 解码函数，  

### 回答2：
LZ77算法是一种无损的压缩算法，它通过利用重复出现的数据片段来减少存储空间。下面是一个用C语言编写的基于LZ77算法的编码和解码功能的示例：

编码功能：

#include <stdio.h>

// 定义LZ77编码的结构体
typedef struct {
int distance;
int length;
char symbol;
} LZ77Code;

// 定义LZ77编码的函数
LZ77Code lz77_encode(char* data, int size, int window_size) {
LZ77Code code;
int i, j, k;

code.distance = 0;
code.length = 0;
code.symbol = data[0];

for (i = 0; i < size; i++) {
for (j = i - 1; j >= 0 && j >= i - window_size; j--) {
if (data[i] == data[j]) {
for (k = 0; i + k < size && data[i + k] == data[j + k] && k < window_size; k++);

if (k > code.length) {
code.distance = i - j;
code.length = k;
code.symbol = data[i + k];
}
}
}
}

return code;
}

int main() {
char data[] = "ababcdabcdef"; // 待编码的字符串
int size = sizeof(data) - 1; // 字符串的长度
int window_size = 4; // 窗口的大小

LZ77Code code = lz77_encode(data, size, window_size);

printf("Encoded: {%d, %d, %c}", code.distance, code.length, code.symbol);

return 0;
}

解码功能：

#include <stdio.h>

// 定义LZ77解码的函数
void lz77_decode(int distance, int length, char symbol, char* output, int index) {
int i;

for (i = 0; i < length; i++) {
output[index + i] = output[index + i - distance];
}

output[index + length] = symbol;
}

int main() {
LZ77Code code = {3, 3, 'a'}; // 编码结果

char output[100]; // 解码后的字符串
output[0] = code.symbol;

lz77_decode(code.distance, code.length, code.symbol, output, 0);

printf("Decoded: %s", output);

return 0;
}

以上示例展示了用C语言实现基于LZ77算法的编码和解码功能。编码部分根据给定的输入字符串，使用滑动窗口来判断最长的匹配字符串，并返回编码结果，解码部分根据编码结果和窗口字典进行解码，得到原始字符串。  

### 回答3：
LZ77算法是一种无损数据压缩算法，经常被用来减小数据文件的大小。下面是一个使用C语言实现基于LZ77算法的编码和解码功能的示例：

编码功能的实现：

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

void lz77_encode(char *input) {
int input_len = strlen(input);
int search_buffer_size = 10; // 搜索缓冲区大小
int lookahead_buffer_size = 5; // 前视缓冲区大小

int search_buffer_start = 0;
int lookahead_buffer_start = 0;

while (lookahead_buffer_start < input_len) {
int max_match_len = 0;
int max_match_pos = 0;

for (int i = search_buffer_start; i < lookahead_buffer_start; i++) {
int curr_match_len = 0;
while (input[i + curr_match_len] == input[lookahead_buffer_start + curr_match_len]
&& lookahead_buffer_start + curr_match_len < input_len
&& curr_match_len < lookahead_buffer_size) {
curr_match_len++;
}
if (curr_match_len > max_match_len) {
max_match_len = curr_match_len;
max_match_pos = i - search_buffer_start;
}
}

printf("<%d,%d,%c>", max_match_pos, max_match_len, input[lookahead_buffer_start + max_match_len]);
search_buffer_start += max_match_len + 1;
lookahead_buffer_start += max_match_len + 1;
}
printf("\n");
}

int main() {
char input[] = "ababababab";
lz77_encode(input);
return 0;
}

解码功能的实现：

#include <stdio.h>

void lz77_decode(int pos, int len, char next) {
char search_buffer[50] = {0}; // 搜索缓冲区大小
int search_buffer_len = strlen(search_buffer);

int i = search_buffer_len - pos;

for (int j = 0; j < len; j++) {
search_buffer[search_buffer_len++] = search_buffer[i++];
printf("%c", search_buffer[search_buffer_len - 1]);
}
search_buffer[search_buffer_len++] = next;
printf("%c", next);
}

int main() {
char input[] = "<0,1,a><1,1,b><2,1,a><3,1,b><4,1,a>";
int pos, len;
char next;

for (int i = 0; i < strlen(input); i += 8) {
sscanf(input + i, "<%d,%d,%c>", &pos, &len, &next);
lz77_decode(pos, len, next);
}

return 0;
}

以上就是一个简单的使用C语言实现基于LZ77算法的编码和解码功能的示例。在编码功能中，我们首先指定搜索缓冲区和前视缓冲区的大小，然后通过循环遍历找到与前视缓冲区匹配的最长字符串，并输出其位置、长度和下一个字符。在解码功能中，我们根据编码时输出的位置、长度和下一个字符进行解码，重构原始字符串。