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Java压缩之LZW算法字典压缩与解压讲解

压缩过程:

前面已经写过一篇哈夫曼压缩,lzw字典压缩与哈夫曼压缩的不同之处在于不需要把编码写入文件,编码表是在读文件中生成的,首先将0-255个ascll码与对应的数字存入哈希表中,作为基础码表。

这里的后缀为当前

前缀+后缀 如果在码表中存在,前缀等于前缀+后缀。如果不存在,将前缀+后缀所表示的字符串写入编码表编码,同时将前缀写入压缩文件中。这里重点注意一下,一个字节所能表示的数字范围为0-255,所以我们将一个字符的编码变成两个字节写进去,分别写入它的高八位和低八位,比如256即为00000001 11111111 这里用到dataoutputstream dos对象中的 dos.writechar(256)方法。

两个字节所能表示的范围为0-65535。当我们的编码超过这份范围,就需要重置编码表,再重新编码。

解压过程

cw表示读取的到的字符,pw为上一行的cw,cw再编码表中存在:p→pw,c→cw的第一个字符,输出cw。cw在编码表中不存在,p→pw,c→pw的第一字符输出p+c。

当我们读到65535的时候,就重置码表,重新编码。

代码部分

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public class yasuo {

  private int bianma = 256 ; // 编码

  private string perfix = "" ; // 前缀

  private string suffix = "" ; // 后缀

  private string zhongjian = "" ; // 中间变量

  hashmap<string, integer> hm = new hashmap<string, integer>(); // 编码表

  private static string path = "d:\\java\\字典压缩\\zidianyasuo.txt" ; // 要压缩的文件

  private static string path2 = "d:\\java\\字典压缩\\yasuo.txt" ; // 解压后的文件

  private static string path3 = "d:\\java\\字典压缩\\jieya.txt" ; // 解压后的文件

  public static void main(string[] args) throws ioexception {

  /**

   * 压缩

   */

  yasuo yasuo = new yasuo();

  yasuo.yasuo();

  /**

   * 解压

   */

  jieya jie = new jieya();

  jie.jieya(path2,path3);

  }

  public void yasuo() throws ioexception {

  // 创建文件输入流

  inputstream is = new fileinputstream(path);

  byte [] buffer = new byte [is.available()]; // 创建缓存区域

  is.read(buffer); // 读入所有的文件字节

  string str = new string(buffer); // 对字节进行处理

  is.close(); // 关闭流

  // 创建文件输出流

  outputstream os = new fileoutputstream(path2);

  dataoutputstream dos = new dataoutputstream(os);

// system.out.println(str);

  // 把最基本的256个ascll码放编码表中

  for ( int i = 0 ; i < 256 ; i++) {

   char ch = ( char ) i;

   string st = ch + "" ;

   hm.put(st, i);

  }

  for ( int i = 0 ; i < str.length(); i++) {

   if (bianma== 65535 ){

   system.out.println( "重置" );

   dos.writechar( 65535 ); //写出一个-1作为重置的表示与码表的打印

   hm.clear(); //清空hashmap

   for ( int j = 0 ; j < 256 ; j++) { //重新将基本256个编码写入

    char ch = ( char ) j;

    string st = ch + "" ;

    hm.put(st, j);

   }

   perfix= "" ;

   bianma= 0 ;

   }

   char ch = str.charat(i);

   string s = ch + "" ;

   suffix = s;

   zhongjian = perfix + suffix;

   if (hm.get(zhongjian) == null ) { // 如果码表中没有 前缀加后缀的码表

//  system.out.print(zhongjian);

//  system.out.println(" 对应的编码为 " + bianma);

   hm.put(zhongjian, bianma); // 向码表添加 前缀加后缀 和 对应的编码

//  system.out.println(" " + perfix);

//  system.out.println("写入的编码 "+hm.get(perfix));

   dos.writechar(hm.get(perfix)); // 把前缀写入压缩文件

   bianma++;

   perfix = suffix;

   } else { // 如果有下一个前缀保存 上一个前缀加后缀

   perfix = zhongjian;

   }

   if (i == str.length() - 1 ) { // 把最后一个写进去

//  system.out.print("写入最后一个"+perfix);

   dos.writechar(hm.get(perfix));

//  system.out.println("   "+hm.get(perfix));

   }

  }

  os.close(); // 关闭流

// system.out.println(hm.tostring());// 输出码表

  }

}

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public class jieya {

  private arraylist<integer> list = new arraylist<integer>(); // 存高八位

  private int count = 0 ; // 下标

  private arraylist<integer> numlist = new arraylist<>(); // 存编码

  hashmap<string, integer> hm = new hashmap<>(); // 编码表

  hashmap<integer, string> hm1 = new hashmap<>(); // 编码表

  private string cw = "" ;

  private string pw = "" ;

  private string p = "" ;

  private string c = "" ;

  private int bianma = 256 ;

  public void jieya(string path, string path1) throws ioexception {

  // 读取压缩文件

  inputstream is = new fileinputstream(path);

  byte [] buffer = new byte [is.available()];

  is.read(buffer);

  is.close(); // 关闭流

  string str = new string(buffer);

  // system.out.println(str);

  // 读高八位 把高八位所表示的数字放入list中

  for ( int i = 0 ; i < buffer.length; i += 2 ) {

   int a = buffer[i];

   list.add(a); // 高八位存入list列表中

  }

  for ( int i = 1 ; i < buffer.length; i += 2 ) { // 读低八位

   // system.out.println(list.get(count)+"---");

   if (buffer[i] == - 1 && buffer[i - 1 ] == - 1 ) {

   numlist.add( 65535 );

   } else {

   // system.out.println(i);

   if (list.get(count) > 0 ) { // 如果低八位对应的高八位为1

    if (buffer[i] < 0 ) {

    int a = buffer[i] + 256 + 256 * list.get(count);

    // buffer[i]+=256+256*list.get(count);

    numlist.add(a); // 存入numlist中

    } else {

    int a = buffer[i] + 256 * (list.get(count));

    // system.out.println(buffer[i]+" "+a + "+++");

    numlist.add(a); // 存入numlist中

    }

   } else { // 高八位为0

    // system.out.println(buffer[i]);

    numlist.add(( int ) buffer[i]); // 存入numlist中

   }

   count++;

   }

  }

  // system.out.println(list.size()+" "+count+" "+numlist.size()+"比较大小"+"

  // "+buffer.length);

  // for(int i=0;i<numlist.size();i++){

  // system.out.println(numlist.get(i)+"p");

  // }

  /**

   * 把0-255位字符编码

   */

  for ( int i = 0 ; i < 256 ; i++) {

   char ch = ( char ) i;

   string st = ch + "" ;

   hm.put(st, i);

   hm1.put(i, st);

  }

  /**

   * 根据numlist队列中的元素开始重新编码,输出文件

   */

  // 创建输出流

  outputstream os = new fileoutputstream(path1);

  // 遍历numlist

  for ( int i = 0 ; i < numlist.size(); i++) {

   int n = numlist.get(i);

   if (hm.containsvalue(n) == true ) { // 如果编码表中存在

   cw = hm1.get(n);

   // system.out.println(cw+"*");

   if (pw != "" ) {

    os.write(cw.getbytes( "gbk" ));

    p = pw;

    c = cw.charat( 0 ) + "" ; // c=cw的第一个

    // system.out.println(c+"&");

    hm.put(p + c, bianma);

    hm1.put(bianma, p + c);

    bianma++;

   } else {

    os.write(cw.getbytes( "gbk" )); // 第一个

   }

   } else { // 编码表中不存在

   p = pw;

   // system.out.println(pw+"-=");

   c = pw.charat( 0 ) + "" ; // c=pw的第一个

   hm.put(p + c, bianma);

   hm1.put(bianma, p + c);

   bianma++;

   os.write((p + c).getbytes( "gbk" ));

   cw = p + c;

   }

   pw = cw;

   // system.out.println(bianma);

   // system.out.println(cw+"==");

   if (i == 65535 ) {

   system.out.println( "重置2" );

   hm.clear();

   hm1.clear();

   for ( int j = 0 ; j < 256 ; j++) {

    char ch = ( char ) j;

    string st = ch + "" ;

    hm.put(st, j);

    hm1.put(j, st);

   }

   bianma = 0 ;

   pw = "" ;

   }

  }

  // system.out.println(hm1.tostring());

  os.close();

  }

}

不足之处:当编码超过65535的时候,并没有处理好,不能重置码表,还原出的文件在超过65535的部分就开始乱码。还有待改善。

总结

以上就是这篇文章的全部内容了,希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,谢谢大家对的支持。如果你想了解更多相关内容请查看下面相关链接

原文链接:https://blog.csdn.net/lzq1326253299/article/details/82750568

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