LZW词典编码

程序员文章站 2022-07-14 19:01:36

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LZW编码算法的步骤如下：
步骤1：将词典初始化为包含所有可能的单字符，当前前缀P初始化为空。
步骤2：当前字符C=字符流中的下一个字符。
步骤3：判断P＋C是否在词典中
（1）如果“是”，则用C扩展P，即让P=P＋C，返回到步骤2。
（2）如果“否”，则输出与当前前缀P相对应的码字W；将P＋C添加到词典中；令P=C，并返回到步骤2

LZW解码算法如下：
步骤1：在开始译码时词典包含所有可能的前缀根。
步骤2：令CW：=码字流中的第一个码字。
步骤3：输出当前缀-符串string.CW到码字流。
步骤4：先前码字PW：=当前码字CW。
步骤5：当前码字CW：=码字流的下一个码字。
步骤6：判断当前缀-符串string.CW 是否在词典中。
（1）如果”是”，则把当前缀-符串string.CW输出到字符流。
当前前缀P：=先前缀-符串string.PW。
当前字符C：=当前前缀-符串string.CW的第一个字符。
把缀-符串P+C添加到词典。
（2）如果”否”，则当前前缀P：=先前缀-符串string.PW。
当前字符C：=当前缀-符串string.CW的第一个字符。
输出缀-符串P+C到字符流,然后把它添加到词典中。
步骤7：判断码字流中是否还有码字要译。
（1）如果”是”，就返回步骤4。
（2）如果”否”，结束。

将所给的.c文件中的内容，都复制到.cpp文件中。
编码

void LZWEncode( FILE *fp, BITFILE *bf)
{
 int character;
 int string_code;
 int index;
 unsigned long file_length;
 fseek( fp, 0, SEEK_END);//指针指向文件尾
 file_length = ftell( fp);//计算文件长度
 fseek( fp, 0, SEEK_SET);//指针重新指向文件开头
 BitsOutput( bf, file_length, 4*8);//写文件长度
 InitDictionary();//初始化词典
 string_code = -1;
 while( EOF!=(character=fgetc( fp)))//往后读一个字符
 {
  index = InDictionary( character, string_code);//判断是否在字典中
  if( 0<=index)// string+character in dictionary
  { 
   string_code = index;
  }
  else// string+character not in dictionary
  { 
   output( bf, string_code);//输出string_code
   if( MAX_CODE > next_code)// free space in dictionary
   { 
    // add string+character to dictionary
    AddToDictionary( character, string_code);
   }
   string_code = character;//string的编码
  }
 }
 output( bf, string_code);
}

解码

void LZWDecode( BITFILE *bf, FILE *fp)
{
 int character;
 int new_code, last_code;
 int phrase_length;
 unsigned long file_length;
 file_length = BitsInput( bf, 4*8);
 if( -1 == file_length) 
  file_length = 0;
  InitDictionary();
 last_code = -1;//同编码
 while( 0<file_length)//未没读到文件末尾
 {
  new_code = input( bf);
  if( new_code >= next_code)// 不在字典里，需要解码this is the case CSCSC( not in dict)
  { 
   d_stack[0] = character;
   phrase_length = DecodeString( 1, last_code);
  }
  else
  {
   phrase_length = DecodeString( 0, new_code);
  }
  character = d_stack[phrase_length-1];
  while( 0<phrase_length)
  {
   phrase_length --;
   fputc( d_stack[ phrase_length], fp);
   file_length--;
  }
  if( MAX_CODE>next_code)// add the new phrase to dictionary
  { 
   AddToDictionary( character, last_code);
  }
  last_code = new_code;
 }
}

bitio.c文件中涉及vs中fopen不安全，要求替换成fopen_s
解决方案：项目 =》属性 =》c/c++ =》预处理器=》点击预处理器定义，编辑，加入_CRT_SECURE_NO_WARNINGS，即可。
LZW词典编码
命令参数的设置
argv[1][0]是“E”或者“D”。E代表编码，D代表解码，argv[2]为输入文件，argv[3]为输出文件。

结果

各个文件格式压缩率比较