左神算法基础班C++实现目录

1.压缩算法
- 原理
- 代码
2.解压缩算法
- 原理
- 代码
3.完整代码

int类型的表示范围从0~4294967295，共占用四个字节。而在实际处理中，某些较小的数在除了真正存储的数值以外，其他字节填充值为0，例如7的二进制表示如下，如何将未用上的前三个字节去掉以便节省空间呢？

1.压缩算法

原理

下图①表示整数67335中四个字节实际存储的数据，本压缩算法将每个字节的最高位作为标志位标识整型数值是否结束，未结束置1，结束置0。从低位向高位类推，每个字节都有一位不进行存储，那么四个字节共计有四位需要单独存储。也就是说，本压缩算法能够将4个字节的数值压缩为1~5个字节。
将67335按照七位进行划分，得到②。从右侧向左侧进行填充标志位，67335按照七位划分共存储三个字节，后两个标志位置1，前三个标志位置0，得到③。最后留下实际存储不为0的字节，得到④即压缩后的字节。

再举一个例子：将255压缩
255作为int类型存储如①，将其按照七位划分占用两个字节存储②，将后一个字节标志位置1，将前一个字节标志位置0表示存储结束③，最终结果如④

代码

根据原理说明，需要从后向前按七位进行划分，如果除掉此七位剩余的数值还不为0则说明为存储未结束，将标志位置1，如果数值为0，表示存储结束，标志位置0。
假设传入的值为value
获取后七位的数值c：可以使用c = value & 0x7f
按七位进行一次划分：可以使用右移value>>=7
将标志位置1：c |= 0x80

整理一下

unsigned char buf[100];
int len = 0;
void test_compress(int value) {do {unsigned char c = (unsigned char)(value&0x7f);  //获取后七位value >>= 7;                                  //获取余下的值if (value)c |= 0x80;                                   //值不为0表示为存储完将标志位置1buf[len++] = c;                                    //存储这一个字节，实际是7位数据加1个标志位} while (value);                                  //余下值不为0继续存储
}

注意：由于是按位操作，需要打印函数查看是否正确

打印原始数据二进制的print_ori函数

此函数每8位加一个空格进行划分

void print_ori(int c) {for (int i = 31; i >= 0; i--) {if (i == 7 || i == 15 || i == 23)cout << " ";if (0 != (c >> i & 0x1))cout << "1";elsecout << "0";}printf("\n");
}

打印一个字节二进制的print_one_byte函数

此函数在do while循环中打印处理的这个字节

void print_one_byte(unsigned char c){for (int i = 7; i >= 0; i--) {if (0 != (c >> i & 0x1))cout << "1";elsecout << "0";}printf(" ");
}

压缩算法完整代码

#include<iostream>
using namespace std;
unsigned char buf[100];
int len = 0;void print_ori(int c) {for (int i = 31; i >= 0; i--) {if (i == 7 || i == 15 || i == 23)cout << " ";if (0 != (c >> i & 0x1))cout << "1";elsecout << "0";}printf("\n");
}void print_one_byte(unsigned char c){for (int i = 7; i >= 0; i--) {if (0 != (c >> i & 0x1))cout << "1";elsecout << "0";}printf(" ");
}void test_compress(int value) {do {unsigned char c = (unsigned char)(value&0x7f);value >>= 7;if (value)c |= 0x80;print_one_byte(c);buf[len++] = c;} while (value);
}int main() {int ori = 255;print_ori(ori);test_compress(ori);return 0;
}

上一行是255的原始数据打印，下一行是压缩后的结果

2.解压缩算法

原理

解压缩是压缩的一个逆过程，首先一个一个字节读取压缩后的数c并获取后七位（x = c & 0x7f）;将得到的值存入value，如果c的标志位为1则继续读取，否则结束。需要注意的是，由于压缩从后向前存储7位，所以每次读出的数需要先递增左移（第一次左移0位，第二次左移7位，第三次左移14位，第四次左移21位，第五次左移28位）再进行存储。

代码

void test_uncompress(){char c;               //单个字节的数值int len = 0;      //从buf中读取的位置int s = 0;         //左移变量，每次增加7int value = 0;      //存储实际的值do {c = buf[len++];unsigned int x = (c & 0x7f); //获取后七位x <<= s;                      //左移value += x;                       //存入values += 7;                          } while (c & 0x80);                 //判断标志位printf("%d\n", value);
}

3.完整代码

包括四个函数：

print_ori：将四个字节的int按照二进制进行打印
print_one_byte：打印一个字节
test_compress压缩算法，输入int型数值value，将压缩后的数值存入buf
test_uncompress解压缩算法，读取buf中压缩的数值，解压缩为int

#include<iostream>
using namespace std;
unsigned char buf[100];
int len = 0;void print_ori(int c) {for (int i = 31; i >= 0; i--) {if (i == 7 || i == 15 || i == 23)cout << " ";if (0 != (c >> i & 0x1))cout << "1";elsecout << "0";}printf("\n");
}void print_one_byte(unsigned char c){for (int i = 7; i >= 0; i--) {if (0 != (c >> i & 0x1))cout << "1";elsecout << "0";}printf(" ");
}void test_compress(int value) {do {unsigned char c = (unsigned char)(value & 0x7f);   //获取后七位value >>= 7;                                  //获取余下的值if (value)c |= 0x80;                                   //值不为0表示为存储完将标志位置1print_one_byte(c);buf[len++] = c;                                  //存储这一个字节，实际是7位数据加1个标志位} while (value);                                  //余下值不为0继续存储
}void test_uncompress(){char c;             //单个字节的数值int len = 0;      //从buf中读取的位置int s = 0;         //左移变量，每次增加7int value = 0;      //存储实际的值do {c = buf[len++];unsigned int x = (c & 0x7f); //获取后七位x <<= s;                      //左移value += x;                       //存入values += 7;                          } while (c & 0x80);                 //判断标志位printf("%d\n", value);
}int main() {int ori = 67335;cout << "ori: " <<ori << endl;print_ori(ori);cout << "compress: " << endl;test_compress(ori);cout << endl<<"uncompress: " ;test_uncompress();return 0;
}

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