C++文件压缩工具基础压缩算法实践-C++-PHP中文网

C++文件压缩工具基础压缩算法实践

P粉602998670

发布： 2025-08-22 14:16:01

原创

461人浏览过

RLE压缩通过记录连续相同字节的重复次数实现数据压缩。程序先读取输入文件并统计相邻相同字节的数量，当字节变化或计数达255时，将计数值和对应字节写入输出文件；解压时读取每对计数与字节，重复写入相应次数。该方法适用于重复数据多的场景，但对随机数据可能增加体积，且需以二进制模式操作文件以避免格式转换。

c++文件压缩工具基础压缩算法实践

实现一个基础的C++文件压缩工具，可以帮助理解压缩算法的核心思想。虽然现代压缩工具（如gzip、zip）使用复杂算法达到高压缩率，但我们可以从简单的压缩方法入手，比如基于字节频率的RLE（Run-Length Encoding，游程编码）或LZ77的简化版本。本文以RLE为例，展示如何用C++编写一个可运行的文件压缩与解压程序。

什么是RLE压缩算法？

RLE是一种非常基础的无损压缩算法，适用于连续重复数据较多的场景，比如纯色图像或日志文件中的重复字符。其核心思想是：将连续出现的相同字节替换为“字节 + 重复次数”的形式。

例如：

原始数据：A A A B B C C C C
RLE压缩后：3A 2B 4C

在二进制文件中，我们可用两个字节表示一个“块”：第一个字节是重复次数（最多255），第二个字节是实际值。

立即学习“C++免费学习笔记（深入）”；

文件压缩实现步骤

以下是在C++中实现RLE压缩的基本流程：

创客贴设计

创客贴设计，一款智能在线设计工具，设计不求人，AI助你零基础完成专业设计！

150

查看详情

打开输入文件（二进制模式）
逐字节读取，统计连续相同字节的长度
每当遇到不同字节或达到最大重复数（255），将计数和字节写入输出文件
输出文件格式为：[count][value] 的字节对序列

示例代码片段：

#include <fstream>
#include <iostream>
#include <string>

bool compressFile(const std::string& inputFile, const std::string& outputFile) {
    std::ifstream fin(inputFile, std::ios::binary);
    std::ofstream fout(outputFile, std::ios::binary);

    if (!fin || !fout) return false;

    char current, prev;
    uint8_t count = 0;

    if (!fin.get(current)) return true; // 空文件

    prev = current;
    count = 1;

    while (fin.get(current)) {
        if (current == prev && count < 255) {
            count++;
        } else {
            fout.put(count);
            fout.put(prev);
            prev = current;
            count = 1;
        }
    }

    // 写入最后一组
    fout.put(count);
    fout.put(prev);

    fin.close();
    fout.close();
    return true;
}

登录后复制

文件解压实现

解压过程是压缩的逆操作：读取每对 [count][value]，然后将 value 重复 count 次写入输出文件。

bool decompressFile(const std::string& inputFile, const std::string& outputFile) {
    std::ifstream fin(inputFile, std::ios::binary);
    std::ofstream fout(outputFile, std::ios::binary);

    if (!fin || !fout) return false;

    uint8_t count;
    char value;

    while (fin.get(value)) {
        count = static_cast<uint8_t>(fin.get());
        if (fin.eof()) break;

        for (int i = 0; i < count; ++i) {
            fout.put(value);
        }
    }

    fin.close();
    fout.close();
    return true;
}

登录后复制

使用示例与注意事项

你可以这样调用：

int main() {
    compressFile("test.txt", "test.bin");
    decompressFile("test.bin", "recovered.txt");
    return 0;
}

登录后复制

注意事项：

RLE只对重复数据有效，随机数据可能反而变大（因每个字符都需额外计数字节）
文件必须以二进制模式打开，避免换行符被转换
本实现未加文件头，实际应用中可加入魔数、版本、原始大小等元信息
可扩展为支持多字节模式或混合编码策略

基本上就这些。这个RLE压缩工具虽然简单，但完整展示了文件读写、二进制处理和基础压缩逻辑，是学习更复杂算法（如Huffman、LZW）的良好起点。

以上就是C++文件压缩工具基础压缩算法实践的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！

大家都在看：

c++中头文件(.h)和源文件(.cpp)的区别是什么_解析C++中头文件与源文件的区别及使用方法 c++中struct和class有什么区别_结构体与类在访问权限和用法上的区别 C++如何定义一个函数指针_C++函数指针定义与调用示例 C++中的decltype(auto)怎么用_C++类型推导与decltype(auto)实践 c++如何处理Unicode和UTF-8字符串_c++跨平台字符编码方案详解

C++文件压缩工具 基础压缩算法实践

什么是RLE压缩算法？

文件压缩实现步骤

文件解压实现

使用示例与注意事项

大家都在看：

C++文件压缩工具基础压缩算法实践