实验四LZW编码方案程序设计.pdf

LZW 编码方案程序设计 LZW 编码是一种常用的无损压缩算法，广泛应用于文本和图像压缩。该算法由 Abraham Lempel、Jacob Ziv 和 Terry Welch 于 1984 年提出。 一、实验目的 本实验的目的是熟悉通用编码算法，掌握 C 语言程序设计和调试过程中数值进制转换、数值与字符串之间的转换等技术。 二、实验要求 本程序将从标准输入中读入待压缩的数据流，并将压缩结果输出到标准输出上去。 三、LZW 算法描述 LZW 算法是一种字典编码算法，使用动态生成的字典来压缩数据流。该算法的基本步骤如下： 1. 字典初始化：将压缩文件中所有使用到的单字节字符放入字典中，为了压缩任何类型的文件，可以将字典的前 256 个位置（0x000 到 0x0FF）一次分配给 0x00 到 0xFF 的 256 个单字节字符。 2. 动态数据初始化：初始化新单词存放位置指针 P，将它指向字典的第一个空位置。 3. 读入被压缩文件的第一个字符 cha，作为待处理单词 W。单词的前缀 Q 为空，即 Q=4095，尾字符就是 cha，序号（码字）就是 cha 的序号。 4. 如果文件再没有字符了，输出当前单词的序号。编码结束。如果文件中还有字符，把当前单词 W 作为前缀，再从被压缩文件中读入一个字符 CH，把 CH 作为尾字符，得到一个单词 W1。 5. 如果字典中已有 W1，则将 W1 看做当前单词 W，返回第三步。如果字典中没有 W1（发现一个新单词），先将原单词 W 的序号输出，再加新单词 W1，增加到字典中，然后把刚刚读入的字符 CH 作为当前单词 W，返回第三步。 四、实验代码 实验代码使用 C 语言实现了 LZW 编码算法。程序首先将所有单个字符加入字典中，初始化字典。然后，对输入的任意字符串，实现字典编码。程序使用了两个函数：out 函数用于判断一个短语是否在字典中，add 函数用于将一个短语加入字典中。 五、实验结果 实验结果显示了 LZW 编码算法的效果。程序可以将输入的任意字符串压缩成一个较短的编码，从而实现数据压缩。 本实验实现了 LZW 编码方案的程序设计，熟悉了通用编码算法，掌握了 C 语言程序设计和调试过程中数值进制转换、数值与字符串之间的转换等技术。