C++解压算法实现细节

在C++中实现一个解压算法，首先需要了解压缩数据的基本格式

1. 读取压缩文件头：首先，需要读取压缩文件的头信息，以了解压缩数据的长度、压缩算法等信息。

2. 读取压缩数据：根据压缩文件头的指示，读取相应长度的压缩数据。

3. 解压算法：根据压缩数据的格式选择合适的解压算法。常见的压缩算法有：

   • 霍夫曼编码（Huffman Coding）：将字符按照出现频率进行编码，出现频率高的字符编码较短，出现频率低的字符编码较长。解压时，根据编码表将短编码还原为字符。

   • Lempel-Ziv-Welch (LZW)：将压缩数据分为字典和字符串两部分。字典中的每个单词都是压缩数据中的一个字符序列。解压时，根据字典和字符串部分还原原始数据。

   • Deflate：结合了LZ77压缩和霍夫曼编码。解压时，首先解压LZ77部分得到一个预处理过的字符串，然后使用霍夫曼编码对预处理过的字符串进行解码。

4. 解压数据：根据选择的解压算法，将压缩数据还原为原始数据。

5. 写入解压文件：将解压后的原始数据写入一个新的文件中。

下面是一个简单的C++示例，使用Deflate算法解压一个文件：

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <vector>
#include <zlib.h>

int main(int argc, char* argv[]) {
    if (argc != 3) {
        std::cerr << "Usage: " << argv[0]<< " <input_file> <output_file>" << std::endl;
        return 1;
    }

    std::ifstream input_file(argv[1], std::ios::binary);
    if (!input_file) {
        std::cerr << "Error opening input file: " << argv[1] << std::endl;
        return 1;
    }

    std::ofstream output_file(argv[2], std::ios::binary);
    if (!output_file) {
        std::cerr << "Error opening output file: " << argv[2] << std::endl;
        return 1;
    }

    z_stream zs;
    zs.zalloc = Z_NULL;
    zs.zfree = Z_NULL;
    zs.opaque = Z_NULL;
    zs.avail_in = 0;
    zs.next_in = Z_NULL;

    if (inflateInit(&zs) != Z_OK) {
        std::cerr << "Error initializing inflate stream" << std::endl;
        return 1;
    }

    const int BUFFER_SIZE = 1024;
    std::vector<char> buffer(BUFFER_SIZE);

    while (true) {
        zs.avail_in = input_file.readsome(buffer.data(), BUFFER_SIZE);
        if (zs.avail_in == 0) break;

        zs.next_in = reinterpret_cast<Bytef*>(buffer.data());
        do {
            zs.avail_out = BUFFER_SIZE;
            zs.next_out = reinterpret_cast<Bytef*>(buffer.data());

            int ret = inflate(&zs, Z_NO_FLUSH);
            if (ret != Z_OK && ret != Z_STREAM_END) {
                std::cerr << "Error inflating data: " << ret << std::endl;
                inflateEnd(&zs);
                return 1;
            }

            output_file.write(buffer.data(), BUFFER_SIZE - zs.avail_out);
        } while (zs.avail_out == 0);
    }

    inflateEnd(&zs);
    input_file.close();
    output_file.close();

    return 0;
}

这个示例使用了zlib库来实现Deflate解压。编译时需要链接zlib库，例如：

g++ -o decompress decompress.cpp -lz

运行示例：

./decompress input.deflate output.txt