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C++字符串压缩技巧

2023-06-26 17:43:33 深夜i -- --

C++ 字符串压缩技巧

在C++编程中，字符串压缩技巧是一个非常重要的概念。它能够大大缩短字符串所需的存储空间，提高程序的效率和减少资源的消耗。下面我们将介绍一些常见的C++字符串压缩技巧。

1. RLE压缩法

RLE（Run Length Encoding）是一种基于序列重复出现次数的压缩算法。它的原理是将连续重复的字符转换成一个字符和其重复次数的形式。例如，字符串 "AAAABBB" 可以用 RLE 算法压缩成 "A4B3"。

以下是RLE压缩法的C++实现：


std::string RLE_compress(std::string& str) {
  std::string compressed_str;
  int count = 1;
  for (int i = 0; i < str.length(); i++) {
    if (str[i] == str[i + 1]) {
      count++;
    }
    else {
      compressed_str += str[i];
      compressed_str += std::to_string(count);
      count = 1;
    }
  }
  return compressed_str;
}

在此函数中，我们通过 for 循环遍历字符串中的每个字符。如果字符重复出现，则增加计数器变量 count，否则将该字符和出现次数添加到压缩后的字符串中。最后返回压缩后的字符串。

2. LZW压缩法

LZW（Lempel–Ziv–Welch）是一种基于字典编码的压缩算法。它的原理是将字符串中的每个字符序列映射到一个独立的短字符串编码。通过这种方式可以减少字符串的存储空间。

以下是LZW压缩法的C++实现：


std::vector<int> LZW_compress(std::string& str) {
  std::vector<int> compressed_str;
  std::map<std::string, int> dictionary;
  for (int i = 0; i < 256; i++) {
    dictionary[std::string(1, i)] = i;
  }
  std::string current_str;
  for (char c : str) {
    std::string new_str = current_str + c;
    if (dictionary.count(new_str))
      current_str = new_str;
    
    else {
      compressed_str.push_back(dictionary[current_str]);
      dictionary[new_str] = dictionary.size();
      current_str = std::string(1, c);
    }
  }
  if (!current_str.empty()) {
    compressed_str.push_back(dictionary[current_str]);
  }
  return compressed_str;
}

在此函数中，我们首先创建一个字典，其中每个字符都有一个唯一的编码。然后，我们遍历输入字符串并将每个字符序列添加到当前字符串中。如果当前字符串已经在字典中，则将其保留作为后续字符序列的前缀，并继续遍历下一个字符。如果当前字符串不在字典中，则将其编码添加到压缩后的字符串中，并将其添加到字典中。最后，返回压缩后的字符串。

总结

在C++编程中，字符串的压缩技巧可以大大减少程序所需的存储空间和资源消耗。本文介绍了两种常见的C++字符串压缩技巧：RLE压缩法和LZW压缩法。通过使用这些技巧，您可以轻松地优化您的C++代码，并提高程序的效率。

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