LZW算法PHP实现方法 lzw_decompress php

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　　LZW算法简介
　　
字符串和编码的对应关系是在压缩过程中动态生成的，并且隐含在压缩数据中，解压的时候根据表来进行恢复，算是一种无损压缩.
　　
根据 Lempel-Ziv-Welch Encoding ，简称 LZW 的压缩算法，用任何一种语言来实现它.
　　
LZW压缩算法[1]的基本概念：LZW压缩有三个重要的对象：数据流（CharStream）、编码流（CodeStream）和编译表（String Table）。在编码时，数据流是输入对象（文本文件的据序列），编码流就是输出对象（经过压缩运算的编码数据）；在解码时，编码流则是输入对象，数据流 是输出对象；而编译表是在编码和解码时都须要用借助的对象。字符（Character）：最基础的数据元素，在文本文件中就是一个字节，在光栅数据中就是 一个像素的颜色在指定的颜色列表中的索引值；字符串（String）：由几个连续的字符组成； 前缀（Prefix）：也是一个字符串，不过通常用在另一个字符的前面，而且它的长度可以为0；根（Root）：一个长度的字符串；编码（Code）：一 个数字，按照固定长度（编码长度）从编码流中取出，编译表的映射值；图案：一个字符串，按不定长度从数据流中读出，映射到编译表条目.
　　LZW压缩算法的基本原理：提取原始文本文件数据中的不同字符，基于这些字符创建一个编译表，然后用编译表中的字符的索引来替代原始文本文件数据中 的相应字符，减少原始数据大小。看起来和调色板图象的实现原理差不多，但是应该注意到的是，我们这里的编译表不是事先创建好的，而是根据原始文件数据动态 创建的，解码时还要从已编码的数据中还原出原来的编译表.
　　原版：

<?php
/**
* @link http://code.google.com/p/php-lzw/
* @author Jakub Vrana, http://php.vrana.cz/
* @copyright 2009 Jakub Vrana
* @license http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0 Apache License, Version 2.0
*/
/** LZW compression
* @param string data to compress
* @return string binary data
*/
function lzw_compress($string) {
// compression
$dictionary = array_flip(range("\0", "\xFF"));
$word = "";
$codes = array();
for ($i=0; $i <= strlen($string); $i++) {
$x = $string[$i];
if (strlen($x) && isset($dictionary[$word . $x])) {
$word .= $x;
} elseif ($i) {
$codes[] = $dictionary[$word];
$dictionary[$word . $x] = count($dictionary);
$word = $x;
}
}
// convert codes to binary string
$dictionary_count = 256;
$bits = 8; // ceil(log($dictionary_count, 2))
$return = "";
$rest = 0;
$rest_length = 0;
foreach ($codes as $code) {
$rest = ($rest << $bits) + $code;
$rest_length += $bits;
$dictionary_count++;
if ($dictionary_count > (1 << $bits)) {
$bits++;
}
while ($rest_length > 7) {
$rest_length -= 8;
$return .= chr($rest >> $rest_length);
$rest &= (1 << $rest_length) - 1;
}
}
return $return . ($rest_length ? chr($rest << (8 - $rest_length)) : "");
}
/** LZW decompression
* @param string compressed binary data
* @return string original data
*/
function lzw_decompress($binary) {
// convert binary string to codes
$dictionary_count = 256;
$bits = 8; // ceil(log($dictionary_count, 2))
$codes = array();
$rest = 0;
$rest_length = 0;
for ($i=0; $i < strlen($binary); $i++) {
$rest = ($rest << 8) + ord($binary[$i]);
$rest_length += 8;
if ($rest_length >= $bits) {
$rest_length -= $bits;
$codes[] = $rest >> $rest_length;
$rest &= (1 << $rest_length) - 1;
$dictionary_count++;
if ($dictionary_count > (1 << $bits)) {
$bits++;
}
}
}
// decompression
$dictionary = range("\0", "\xFF");
$return = "";
foreach ($codes as $i => $code) {
$element = $dictionary[$code];
if (!isset($element)) {
$element = $word . $word[0];
}
$return .= $element;
if ($i) {
$dictionary[] = $word . $element[0];
}
$word = $element;
}
return $return;
}


$data = "";
$compressed = lzw_compress($data);
var_dump($data === lzw_decompress($compressed));
　　优化版：

<?php
function lzw_compress($string) {
// compression
$dict = array_flip(range("\\0", "\\xFF"));
$dict_size = 256;
$word = $string[0];
$dict_count = 256;
$bits = 8;
$bits_max = 256;
$return = "";
$rest = 0;
$rest_length = 0;
for ($i = 1, $j = strlen($string); $i < $j; $i++) {
$x = $string[$i];
$y = $word . $x;
if (isset($dict[$y])) {
$word .= $x;
} else {
$rest = ($rest << $bits) + $dict[$word];
$rest_length += $bits;
$dict_count++;
if ($dict_count > $bits_max) {
$bits_max = 1 << ++$bits;
}
while ($rest_length > 7) {
$rest_length -= 8;
$return .= chr($rest >> $rest_length);
$rest &= (1 << $rest_length) - 1;
}
$dict[$y] = $dict_size++;
$word = $x;
}
}
$rest = ($rest << $bits) + $dict[$word];
$rest_length += $bits;
$dict_count++;
if ($dict_count > $bits_max) {
$bits_max = 1 << ++$bits;
}
while ($rest_length > 0) {
if($rest_length>7){
$rest_length -= 8;
$return .= chr($rest >> $rest_length);
$rest &= (1 << $rest_length) - 1;
}else{
$return .= chr($rest << (8 - $rest_length));
$rest_length = 0;
}
}
return $return;
}
/** LZW decompression
* @param string compressed binary data
* @return string original data
*/
function lzw_decompress($binary) {
// convert binary string to codes
$rest = 0;
$rest_length = 0;
$out_count = 257;
$bits = 9;
$bits_max = 512;
// decompression
$dict = range("\\0", "\\xFF");
$w = $binary[0];
$return = $w;
for ($i = 1, $j = strlen($binary); $i < $j; $i++) {
$rest = ($rest << 8) + ord($binary[$i]);
$rest_length += 8;
if ($rest_length >= $bits) {
$rest_length -= $bits;
// decompression
$e = $dict[$rest >> $rest_length];
if (!isset($e)) {
$e = $w . $w[0];
}
$return .= $e;
$dict[] = $w . $e[0];
$w = $e;
//--decompression
$rest &= (1 << $rest_length) - 1;
if (++$out_count > $bits_max) {
$bits_max = 1 << ++$bits;
}
}
}
return $return;
}
?>
　　项目：https://code.google.com/p/php-lzw/