lz77编码例题详解(一)
LZ77编码例题详细解释
LZ77编码是一种无损数据压缩算法,它可以通过利用数据中的重复部分来减小数据的大小。下面是一个对LZ77编码的例题进行详细解释。
1. LZ77编码原理
LZ77编码的原理是利用前缀编码和后缀编码来表示数据中的重复部分。具体步骤如下:
1.遍历待压缩的数据,从左到右逐个字符进行处理。
2.如果当前字符在之前的字符中没有出现过,则将该字符直接输出。
3.如果当前字符在之前的字符中出现过,则向前查最长的匹配字符串。
4.将匹配字符串的起始位置和长度编码为前缀编码。
5.将匹配字符串的后一个字符输出。
2. 例题分析
下面我们通过一个例题来演示LZ77编码的过程。
待压缩的数据: abcabcabc
2.1 第一个字符
首先,我们处理第一个字符 a。由于是第一个字符,没有前面的字符,所以直接输出:a。
2.2 第二个字符
接下来,我们处理第二个字符 b。由于之前的字符中没有出现过 b,所以直接输出:b。
2.3 第三个字符
然后,我们处理第三个字符 c。由于之前的字符中没有出现过 c,所以直接输出:c。
2.4 第四个字符
接下来,我们处理第四个字符 a。此时,我们可以向前查,发现之前的字符中出现了 a,而且前面的字符 aba可以与当前的字符 a构成重复。所以我们可以用前缀编码来表示这个匹配。
•匹配字符串的起始位置:向前查的位置是第一个 a,距离当前位置为3。
•匹配字符串的长度:匹配到的字符串长度为1。
所以我们可以用 (3, 1) 来表示这个匹配,然后输出匹配后的字符 a,整体编码为:(3, 1)a。
2.5 第五个字符
继续处理第五个字符 b。由于之前的字符中没有出现过 b,所以直接输出:b。
2.6 第六个字符
然后,我们处理第六个字符 c。由于之前的字符中没有出现过 c,所以直接输出:c。
2.7 第七个字符
接下来,我们处理第七个字符 a。此时,我们可以向前查,发现之前的字符中出现了 a,而且前面的字符 字符串长度1是什么意思bca可以与当前的字符 a构成重复。所以我们可以用前缀编码来表示这个匹配。
•匹配字符串的起始位置:向前查的位置是第四个字符 a,距离当前位置为3。
•匹配字符串的长度:匹配到的字符串长度为1。
所以我们可以用 (3, 1) 来表示这个匹配,然后输出匹配后的字符 a,整体编码为:(3, 1)a。
2.8 第八个字符
继续处理第八个字符 b。由于之前的字符中没有出现过 b,所以直接输出:b。
2.9 第九个字符
然后,我们处理第九个字符 c。由于之前的字符中没有出现过 c,所以直接输出:c。
2.10 最后一个字符
最后,我们处理最后一个字符 c。此时,我们可以向前查,发现之前的字符中出现了 c,而且前面的字符 abca可以与当前的字符 c构成重复。所以我们可以用前缀编码来表示这个匹配。
•匹配字符串的起始位置:向前查的位置是第三个字符 c,距离当前位置为3。
•匹配字符串的长度:匹配到的字符串长度为1。
所以我们可以用 (3, 1) 来表示这个匹配,然后输出匹配后的字符 c,整体编码为:(3, 1)c。
3. 压缩结果
通过对每个字符的处理,我们得到了LZ77编码后的结果:a b c (3, 1) a b c (3, 1) b c (3, 1) c。
这就是对原始数据 abcabcabc 进行LZ77编码后得到的结果。
通过这个例题的详细解释,我们了解了LZ77编码的原理和具体步骤,以及如何对一个字符串进行LZ77编码。通过利用数据中的重复部分,LZ77编码可以实现有效的数据压缩。
4. 解码过程
在前面的例题中,我们已经对原始数据进行了LZ77编码,现在我们来讲解如何进行解码,将压缩后的数据恢复成原始数据。
4.1 解码步骤
解码的步骤如下:
6.从左到右逐个字符处理编码后的数据。
7.如果遇到一个字符,则直接输出该字符。
8.如果遇到一个匹配字符串 (pos, len),则将从 (pos, len) 的位置开始的 len 个字符复制并输出。
4.2 解码过程
根据编码结果 a b c (3, 1) a b c (3, 1) b c (3, 1) c 进行解码,具体步骤如下:
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