LZW压缩算法 C#源码

LZW压缩算法是一种流行的无损压缩算法，用于压缩数据文件。以下是使用C#实现LZW压缩算法的完整攻略：

实现步骤

1. 读取需要压缩的文件
   byte[] input = File.ReadAllBytes(inputFilePath);

2. 初始化字符表的大小，并创建哈希表用于记录字符和其对应的编码
   int tableSize = 256;
Dictionary<string, int> dictionary = new Dictionary<string, int>();
for (int i = 0; i < tableSize; i++)
{
dictionary.Add(((char)i).ToString(), i);
}

3. 初始化编码长度和缓冲区，并写入压缩后的文件头
   int codeLength = 8;
List<byte> output = new List<byte>();
output.AddRange(BitConverter.GetBytes(tableSize));
output.Add((byte)codeLength);

4. 迭代输入数据并编码/写出每个字符
   string current = string.Empty;
foreach (byte nextByte in input)
{
string next = current + (char)nextByte;
if (dictionary.ContainsKey(next))
{
current = next;
}
else
{
byte[] codeBytes = BitConverter.GetBytes(dictionary[current]);
if (BitConverter.IsLittleEndian) Array.Reverse(codeBytes);
output.AddRange(codeBytes);
dictionary.Add(next, tableSize++);
current = ((char)nextByte).ToString();
if (tableSize > Math.Pow(2, codeLength))
{
codeLength++;
}
}
}
byte[] lastCodeBytes = BitConverter.GetBytes(dictionary[current]);
if (BitConverter.IsLittleEndian) Array.Reverse(lastCodeBytes);
output.AddRange(lastCodeBytes);

5. 将压缩后的数据写入文件
   File.WriteAllBytes(outputFilePath, output.ToArray());

6. 反过程将压缩后的文件解压
   byte[] compressed = File.ReadAllBytes(compressedFilePath);
int tableSize = BitConverter.ToInt32(compressed, 0);
int codeLength = compressed[4];
Dictionary<int, string> dictionary = new Dictionary<int, string>();
for (int i = 0; i < tableSize; i++)
{
dictionary.Add(i, ((char)i).ToString());
}
int currentCode = 0;
int nextCode = tableSize;
string currentString = string.Empty;
List<byte> output = new List<byte>();
for (int i = 5; i < compressed.Length; i += codeLength / 8)
{
byte[] codeBytes = new byte[codeLength / 8];
Array.Copy(compressed, i, codeBytes, 0, codeLength / 8);
if (BitConverter.IsLittleEndian) Array.Reverse(codeBytes);
currentCode = BitConverter.ToInt32(codeBytes, 0);
if (!dictionary.ContainsKey(currentCode))
{
dictionary.Add(currentCode, currentString + currentString[0]);
}
output.AddRange(Encoding.ASCII.GetBytes(dictionary[currentCode]));
if (currentString != string.Empty)
{
dictionary.Add(nextCode++, currentString + dictionary[currentCode][0]);
}
currentString = dictionary[currentCode];
}

7. 将解压后的数据写入文件
   File.WriteAllBytes(outputFilePath, output.ToArray());

示例说明

假设我们有一个名为input.txt的文件，其中包含以下文本：

ABABABA

我们想要将该文件压缩并保存到compressed.lzw中，然后将其解压并保存到output.txt中。以下是如何使用LZW压缩算法实现这一目标。

压缩输入文件

string inputFilePath = "input.txt";
string outputFilePath = "compressed.lzw";
LZW.Compress(inputFilePath, outputFilePath);

解压缩压缩后的文件

string compressedFilePath = "compressed.lzw";
string outputFilePath = "output.txt";
LZW.Decompress(compressedFilePath, outputFilePath);

这样，我们可以通过查看output.txt文件，看到它包含以下文本：

ABABABA

此文本与原始输入文件相同，证明LZW压缩和解压缩算法已成功地完成了任务。