LZW压缩算法(数据无损压缩)

目录

 

一、LZW算法介绍

二、算法介绍

1、LZW算法的基本概念

2、LZW压缩的基本原理

3、LZW算法流程:


零、常用无损数据压缩算法

字典算法

 游程编码

基于字典编码技术的LZW算法

基于哈夫曼编码原理的压缩算法

基于算术编码的压缩算法

 

一、LZW算法介绍

LZW(Lempel-Ziv-Welch Encoding)算法又叫“串表压缩算法”就是通过建立一个字符串表,用较短的代码来表示较长的字符串来实现数据的无损压缩。

LZW压缩算法是Unisys的专利,有效期到2003年,所以现在对它的使用已经没有限制了。

 

二、算法介绍

1、LZW算法的基本概念

LZW有三个重要对象:数据流(CharStream)、编码流(String Table)和编译表(String Table)。

(1)编码时,数据流是输入对象 (数据序列),编码流就是输出对象(经过压缩运算的编码数据);

(2)解码时,编码流是输入对象,数据流是输出对象;而编译表是在编码和解码时都需要借助的对象。

 

2、LZW压缩的基本原理

提取原始文本文件数据中的不同字符,基于这些字符创建一个编译表,然后用编译表中的字符的索引来替代原始数据中的相应字符,减少原始数据大小。注意:此处的编译表是根据原始数据动态创建的,解码时需要从已编码的数据中还原出原来的编译表。

 1. 初始状态,字典里只有所有的默认项,例如0->a,1->b,2->c。此时P和C都是空的。2. 读入新的字符C,与P合并形成字符串P+C。3. 在字典里查找P+C,如果:- P+C在字典里,P=P+C。- P+C不在字典里,将P的记号输出;在字典中为P+C建立一个记号映射;更新P=C。4. 返回步骤2重复,直至读完原字符串中所有字符。

3、LZW算法流程

(1)步骤一:开始时词典包含所有可能的根,当前前缀字符串P 和 当前字符 均为空;

(2)步骤二:读入新的字符C,与P合并形成字符串P+C;

(3)步骤三:判断P+C是否在字典中

                        如果“是”:

                                P = P + C; 

                                返回步骤二;

                        如果“否”:

                                输出P的映射;

                                 P = P+C ;

                                把前缀字符串P添加到字典,建立映射;

                                令P = C //(现在的P仅包含一个字符C);

(4)步骤四: 判断码字流中是否还有码字要译

                         如果“是”:

                                 返回步骤二;

                         如果“否”:
                            把代表当前前缀P的码字输出到码字流;
                            结束。


例如:

待压缩字符串:

abccbaaabc

初始时字典中包含所有的根:

初始 映射
a 1
b 2
c 3

在数据压缩过程中形成的字典:

Step P C P+C if P+C Action Output
1 a a y p = a
2 a b ab n 4<–ab, p = b 1
3 b c bc n 5<–bc, p = c 2
4 c b cb n 6<–cb, p = b 3
5 b a ba n 7<–ba, p = a 2
6 a a aa n 8<–aa, p = a  1
7 a a aa y p = aa
8 aa b aab n 9<–aab,p = b 8
9 b c bc y p = bc
10 bc bc y p = – 5

 

 

参考:

https://segmentfault.com/a/1190000011425787

https://baike.baidu.com/item/LZW%E7%AE%97%E6%B3%95

https://blog.csdn.net/qq_41819698/article/details/82558107

 

参考代码:

 

 

 

Published by

风君子

独自遨游何稽首 揭天掀地慰生平