请使用LZW算法针对8*8大小的ARGB像素数据块进行无损压缩和解压。使用C语言完善以下解压、压缩函数,其中pClrBlk为原始数据块,pTile为压缩后的数据块,压缩模块 :int argb2tile(const unsigned char pClrBlk, unsigned char pTile, int* pTileSize) 。解压模块int tile2argb(const unsigned char* pTile, int nTileSize, unsigned char* pClrBlk)

时间: 2024-01-24 17:18:31 浏览: 69
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Java压缩之LZW算法字典压缩与解压讲解

请注意,LZW算法属于无损压缩算法中的一种,但是它并不适合对像素数据这样的连续数据进行压缩。因此,本答案提供的代码仅供参考,可能并不可行。推荐使用更适合像素数据的压缩算法,比如JPEG或PNG。 首先,我们来看一下压缩模块的代码实现: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #define MAX_TABLE_SIZE 65536 typedef struct { int code; int prefix; unsigned char suffix; } DictEntry; int argb2tile(const unsigned char* pClrBlk, unsigned char* pTile, int* pTileSize) { // Initialize dictionary DictEntry dict[MAX_TABLE_SIZE]; int dictSize = 256; for (int i = 0; i < 256; i++) { dict[i].code = i; dict[i].prefix = -1; dict[i].suffix = i; } // Write header (tile size) *pTileSize = 0; memcpy(pTile, pTileSize, sizeof(int)); pTile += sizeof(int); *pTileSize += sizeof(int); // Compress data int prefix = -1; for (int i = 0; i < 64; i++) { unsigned int argb = *(unsigned int*)(pClrBlk + i * 4); unsigned char a = (argb >> 24) & 0xFF; unsigned char r = (argb >> 16) & 0xFF; unsigned char g = (argb >> 8) & 0xFF; unsigned char b = argb & 0xFF; unsigned char pixel[4] = {a, r, g, b}; int code = -1; for (int j = 0; j < dictSize; j++) { if (dict[j].prefix == prefix && dict[j].suffix == pixel[0]) { code = dict[j].code; break; } } if (code == -1) { // Add new entry to dictionary if (dictSize < MAX_TABLE_SIZE) { dict[dictSize].code = dictSize; dict[dictSize].prefix = prefix; dict[dictSize].suffix = pixel[0]; code = dictSize; dictSize++; } else { // Dictionary full, reset it dictSize = 256; for (int i = 0; i < 256; i++) { dict[i].code = i; dict[i].prefix = -1; dict[i].suffix = i; } // Write reset code to output *pTileSize += sizeof(int); if (*pTileSize > MAX_TABLE_SIZE) { return -1; // Output buffer too small } memcpy(pTile, &dictSize, sizeof(int)); pTile += sizeof(int); } } prefix = code; } // Write remaining prefix to output *pTileSize += sizeof(int); if (*pTileSize > MAX_TABLE_SIZE) { return -1; // Output buffer too small } memcpy(pTile, &prefix, sizeof(int)); pTile += sizeof(int); // Write actual tile size to header memcpy(pTileSize, &(*pTileSize), sizeof(int)); return 0; } ``` 压缩过程中,我们使用了一个字典来存储已经出现过的像素值,字典中的每个条目都由一个前缀、一个后缀和一个编码组成。前缀是一个已经出现过的像素值的编码,后缀是一个新的像素值,而编码则是该像素值在字典中的索引。压缩过程中,我们遍历8x8的像素块,并尝试在字典中查找当前像素值的编码。如果找到了对应的编码,则将其加入到前缀位置,并继续尝试下一个像素值。否则,我们将当前像素值和前缀一起添加到字典中,并将前缀设置为当前像素值的编码。当字典满时,我们将其重置,并在输出缓冲区中写入重置代码以指示解压缩器重置其字典。 接下来,我们来看一下解压模块的代码实现: ```c int tile2argb(const unsigned char* pTile, int nTileSize, unsigned char* pClrBlk) { // Initialize dictionary DictEntry dict[MAX_TABLE_SIZE]; int dictSize = 256; for (int i = 0; i < 256; i++) { dict[i].code = i; dict[i].prefix = -1; dict[i].suffix = i; } // Read header (tile size) int tileSize = 0; memcpy(&tileSize, pTile, sizeof(int)); pTile += sizeof(int); nTileSize -= sizeof(int); // Decompress data int prefix = -1; for (int i = 0; i < 64; i++) { int code = -1; memcpy(&code, pTile, sizeof(int)); pTile += sizeof(int); nTileSize -= sizeof(int); if (code >= dictSize) { return -1; // Invalid code } if (prefix == -1) { // First pixel unsigned char a = 0xFF; unsigned char r = dict[code].suffix; unsigned char g = dict[code].suffix; unsigned char b = dict[code].suffix; *(unsigned int*)(pClrBlk + i * 4) = (a << 24) | (r << 16) | (g << 8) | b; } else { // Lookup pixel in dictionary unsigned char pixel[4]; int idx = 0; while (code >= 256) { pixel[idx++] = dict[code].suffix; code = dict[code].prefix; } pixel[idx++] = dict[code].suffix; pixel[3] = 0xFF; for (int j = idx - 1; j >= 0; j--) { *(unsigned int*)(pClrBlk + i * 4) <<= 8; *(unsigned int*)(pClrBlk + i * 4) |= pixel[j]; } // Add new entry to dictionary if (dictSize < MAX_TABLE_SIZE) { dict[dictSize].code = dictSize; dict[dictSize].prefix = prefix; dict[dictSize].suffix = pixel[0]; dictSize++; } else { // Dictionary full, reset it dictSize = 256; for (int i = 0; i < 256; i++) { dict[i].code = i; dict[i].prefix = -1; dict[i].suffix = i; } } } prefix = code; } return 0; } ``` 解压过程中,我们同样使用了一个字典来存储已经出现过的像素值。解压器首先读取压缩后的数据块大小,并从中提取出存储在其中的像素数据。之后,我们遍历压缩后的像素数据,并使用字典来查找当前像素值的编码。如果找到了对应的编码,则将其转换为ARGB格式的像素值,并将其写入到输出缓冲区中。否则,我们使用字典中的前缀和后缀来构建当前像素值,并将其添加到字典中。当字典满时,我们将其重置,并继续解压缩。 需要注意的是,上述代码只对8x8大小的像素块进行压缩和解压。如果要处理更大的像素块,需要相应地修改代码。同时,关于LZW算法的详细介绍和实现细节超出了本回答的范围。建议阅读相关文献或参考成熟的LZW库进行实现。
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