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

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
 }
}

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，谢谢大家对我们的支持。如果你想了解更多相关内容请查看下面相关链接