C语言课程设计---RLE压缩算法

RLE算法的介绍

RLE全称（run-length encoding），翻译为游程编码，又译行程长度编码，又称变动长度编码法（run coding），在控制论中对于二值图像而言是一种编码方法，对连续的黑、白像素数(游程)以不同的码字进行编码。游程编码是一种简单的非破坏性资料压缩法，其好处是加压缩和解压缩都非常快。其方法是计算连续出现的资料长度压缩之。

如图为RLE算法描述

RLE在用于二进制多重复的情况下比较好, 特点是可以做到无损压缩, 但是用于字符多且重复性差的情况下可能做到事倍功半, 比如 ABCDEFG经压缩后将成为1A1B1C1D1E1F1G, 字符串整整扩大了一倍.

c语言实现

为了模拟出有重复性的数据, 我以如下方式进行数据生成:

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main(){
	freopen("file.txt","w",stdout);	//输出重定向,输出到文件
	srand(time(0));	//以当前时间作为种子
	char x;
	for(int i = 0; i <= 10000000; ++i){
		x = 'a' + rand()%26;
		cout<<x<<x<<x<<x;
	}
	return 0;
}

RLE算法代码:

编写一个程序，可以在命令行输入参数，完成指定文件的压缩解压

命令行参数如下

rle file1 –c(-d) file2

第一个参数为可执行程序名称，第二个参数为原始文件名，第三个参数为压缩或解压缩选项，第四个参数为新文件名

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;

void zip(char* filename,char *outfile){
	FILE *in, *out;
	int filelen;
	char cur, tmp;	
	if(!(in = fopen(filename,"rb")))
		cout<<"文件打开失败"<<endl;
	else
	{
		out = fopen(outfile,"wb");
		cur = fgetc(in);
		tmp = cur;
		filelen = 1;
		while(!feof(in)){
			cur = fgetc(in);
			if(cur == tmp){
				filelen++;
			}
			else{
				fputc(filelen+'0',out);
				fputc(tmp,out);
				tmp = cur;
				filelen = 1;
			}
		}
	}
	fclose(in);
	fclose(out);
}	

void unzip(char *filename,char *outfile){
	FILE *in, *out;
	int filelen;
	char cur;	//光标
	if(!(in = fopen(filename,"rb")))
		cout<<"文件打开失败"<<endl;
	else
	{
		out = fopen(outfile,"wb");
		while(!feof(in)){
			filelen = fgetc(in)-'0';
			if(feof(in))break;	//feof的问题,折腾了好一会,不好表述,总之在feof应当在每一次读操作之后判断是否到文件末, 不然会造成多读一次的错误
			cur = fgetc(in);
			while(filelen--)
				fputc(cur,out);
		}
	}
	fclose(in);
	fclose(out);
}	


int main(int argc,char *argv[]){
	if(!strcmp(argv[2], "-d")){
		unzip(argv[1], argv[3]);
		cout<<"decompress finished"<<endl;
	}

	else if(!strcmp(argv[2],"-c")){
		zip(argv[1], argv[3]);
		cout<<"compress finished"<<endl;
	}
	else
		cout<<"输入参数有误,请重新检查,-c : compress; -d : decompress"<<endl; 
	return 0;
}

其中应用到了两个之前没用过的函数fgetc和fputc, 这里简单记录一下:

fgetc是一种计算机C语言中的函数。意为从文件指针stream指向的文件中读取一个字符，读取一个字节后，光标位置后移一个字节。
函数格式：int fgetc(FILE *stream)

fputc函数功能： 将字符ch写到文件指针fp所指向的文件的当前写指针的位置。
函数格式：int fputc (int c, FILE *fp)

结果:

源文件----35MB

压缩后文件----15MB