压缩算法deflate
TCP协议的数据压缩与解压缩技术简介
TCP协议的数据压缩与解压缩技术简介随着互联网的迅速发展，数据传输速度成为了用户使用体验的重要因素之一。
为了提高数据传输效率，减少传输延迟，TCP协议不仅在传输控制方面下足了功夫，还引入了数据压缩与解压缩技术。
本文将简单介绍TCP协议中的数据压缩与解压缩技术。
一、数据压缩技术数据压缩技术是指通过某种算法对原始数据进行处理，使得压缩后的数据能够占用更少的存储空间或传输带宽。
在TCP协议中，数据压缩技术被用于减少待传输数据的体积，从而提高传输效率。
1. 压缩算法常见的TCP数据压缩算法有Lempel-Ziv-Welch（LZW）算法和Deflate算法。
LZW算法是一种无损压缩算法，它根据待压缩的数据中的重复性模式，将出现过的模式编码为较短的代码，从而减小数据的体积。
Deflate算法结合了Lempel-Ziv（LZ77）算法和Huffman编码，既能实现无损压缩，又能尽可能地减小数据的体积。
2. 压缩字典在压缩过程中，需要维护一个压缩字典，用于存储已经出现过的数据模式和它们对应的编码。
压缩字典的大小和效果直接影响着压缩效率和解压缩的准确性。
通常，压缩字典是动态更新的，根据传输的数据不断更新和扩展。
3. 压缩与传输顺序在数据传输过程中，压缩操作和传输操作的顺序十分重要。
一般来说，先进行压缩操作，然后再进行传输操作，这样能够降低传输延迟。
但有时候在传输过程中压缩操作也可以和传输操作交替进行，以提高整体的压缩效率。
二、数据解压缩技术数据解压缩技术是指对压缩后的数据进行还原，使其恢复为原始数据的过程。
在TCP协议中，解压缩技术被用于将接收到的压缩数据还原为可读取的原始数据。
1. 解压缩算法解压缩算法是数据解压缩的核心部分。
根据压缩算法的不同，解压缩算法也有相应的实现。
例如，针对LZW算法，解压缩算法需要实现根据收到的编码和压缩字典，逐步还原原始数据。
2. 解压缩字典解压缩字典需要和压缩字典保持一致，才能正确地进行解压缩操作。
linux文件压缩原理
linux文件压缩原理
Linux文件压缩的原理涉及到使用不同的压缩算法和工具来减小文件的大小。
常见的压缩工具包括gzip、bzip2、xz等，它们使用不同的压缩算法来实现文件压缩。
gzip是最常见的压缩工具之一，它使用DEFLATE算法来进行压缩。
这个算法通过查找重复的数据并用较短的符号来代替它们，从而减小文件的大小。
压缩后的文件通常以".gz"为扩展名。
bzip2使用Burrows-Wheeler Transform（BWT）和霍夫曼编码来进行压缩。
它通常比gzip产生更小的压缩文件，但压缩和解压速度较慢。
压缩后的文件通常以".bz2"为扩展名。
xz是一个通用的压缩工具，它使用LZMA算法来进行压缩。
这个算法具有很高的压缩比，但同时也需要更多的内存和处理时间。
压缩后的文件通常以".xz"为扩展名。
这些压缩工具在压缩文件时，会将文件中的重复数据或者模式进行替换或者删除，以减小文件的大小。
在解压缩时，压缩工具会根据相应的算法将压缩文件恢复成原始文件。
总的来说，Linux文件压缩的原理是通过使用不同的压缩算法
和工具来减小文件的大小，从而节省存储空间和提高文件传输效率。
不同的压缩工具和算法在压缩比、速度和资源消耗上各有优劣，用
户可以根据实际需求选择合适的压缩工具进行文件压缩。
压缩的方法
压缩的方法随着互联网的发展和数据量的不断增加，压缩数据已经成为一种必要的手段。
压缩可以减少数据的存储空间，提高数据的传输速度，节省网络带宽和存储成本。
本文将介绍几种常见的压缩方法，包括无损压缩和有损压缩。
一、无损压缩方法无损压缩是一种压缩数据的方法，可以保证压缩后的数据与原始数据完全一致。
常见的无损压缩方法有以下几种：1. 霍夫曼编码：霍夫曼编码是一种基于频率的编码方法，通过将出现频率较高的字符用较短的编码表示，出现频率较低的字符用较长的编码表示，从而减少数据的存储空间。
霍夫曼编码广泛应用于无损压缩算法中。
2. LZW压缩算法：LZW压缩算法是一种基于字典的压缩算法，通过将连续出现的字符序列映射为固定长度的编码，从而减少数据的存储空间。
LZW压缩算法被广泛应用于GIF图像的压缩中。
3. DEFLATE压缩算法：DEFLATE压缩算法是一种综合了霍夫曼编码和LZ77算法的压缩算法，通过使用动态生成的霍夫曼编码表和滑动窗口的方式，实现了较高的压缩比。
DEFLATE压缩算法被广泛应用于ZIP文件的压缩中。
二、有损压缩方法有损压缩是一种压缩数据的方法，压缩后的数据与原始数据存在一定的差异，但在实际应用中往往可以接受。
有损压缩方法主要用于压缩音频、视频等多媒体数据。
常见的有损压缩方法有以下几种：1. MPEG压缩算法：MPEG压缩算法是一种基于人眼和耳朵感知特性的压缩算法，通过删除人眼或耳朵无法察觉的细节信息，从而减少数据的存储空间。
MPEG压缩算法广泛应用于音频和视频的压缩中。
2. JPEG压缩算法：JPEG压缩算法是一种基于人眼对颜色和细节敏感程度的压缩算法，通过减少图像的颜色深度和降低图像的细节信息，从而减小图像的存储空间。
JPEG压缩算法广泛应用于图像的压缩中。
3. H.264压缩算法：H.264压缩算法是一种高效的视频压缩算法，通过使用运动补偿、变换编码和熵编码等技术，实现了较高的压缩比和较好的图像质量。
pako zip 原理
pako zip 原理
Pako是一个用JavaScript编写的高性能压缩库，它主要用于在浏览器中压缩和解压缩数据。
Pako库的原理基于DEFLATE算法，这是一种无损数据压缩算法，它使用LZ77算法和霍夫曼编码来实现数据的压缩和解压缩。
DEFLATE算法的压缩过程大致分为两个步骤，首先是使用LZ77算法对数据进行匹配查找和替换，然后使用霍夫曼编码对匹配后的数据进行进一步压缩。
在压缩过程中，Pako库利用LZ77算法来寻找数据中的重复模式，并用指针和长度来表示重复的数据块，从而实现数据的压缩。
接着，Pako使用霍夫曼编码来对数据进行进一步压缩，霍夫曼编码通过对频率较高的符号使用较短的编码，对频率较低的符号使用较长的编码，从而实现数据的高效压缩。
在解压缩过程中，Pako库则是按照相反的步骤进行操作，首先使用霍夫曼解码来还原数据，然后再利用LZ77算法进行数据的解压缩，最终得到原始的数据。
总的来说，Pako库的原理基于DEFLATE算法，通过LZ77算法和霍夫曼编码实现数据的高效压缩和解压缩。
这种压缩算法在网络
传输和存储中被广泛应用，因为它能够显著减小数据的体积，提高数据传输和存储的效率。
JAVA中的deflate压缩实现
JAVA中的deflate压缩实现在⽂件的传输过程中，为了使⼤⽂件能够更加⽅便快速的传输，⼀般采⽤压缩的办法来对⽂件压缩后再传输，JAVA中的java.util.zip包中的Deflater和Inflater类为使⽤者提供了DEFLATE算法的压缩功能，以下是⾃已编写的压缩和解压缩实现，并以压缩⽂件内容为例说明，其中涉及的具体⽅法可查看JDK的API了解说明。
1/**2 *3 * @param inputByte4 * 待解压缩的字节数组5 * @return解压缩后的字节数组6 * @throws IOException7*/8public static byte[] uncompress(byte[] inputByte) throws IOException {9int len = 0;10 Inflater infl = new Inflater();11 infl.setInput(inputByte);12 ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();13byte[] outByte = new byte[1024];14try {15while (!infl.finished()) {16// 解压缩并将解压缩后的内容输出到字节输出流bos中17 len = infl.inflate(outByte);18if (len == 0) {19break;20 }21 bos.write(outByte, 0, len);22 }23 infl.end();24 } catch (Exception e) {25//26 } finally {27 bos.close();28 }29return bos.toByteArray();30 }3132/**33 * 压缩.34 *35 * @param inputByte36 * 待压缩的字节数组37 * @return压缩后的数据38 * @throws IOException39*/40public static byte[] compress(byte[] inputByte) throws IOException {41int len = 0;42 Deflater defl = new Deflater();43 defl.setInput(inputByte);44 defl.finish();45 ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();46byte[] outputByte = new byte[1024];47try {48while (!defl.finished()) {49// 压缩并将压缩后的内容输出到字节输出流bos中50 len = defl.deflate(outputByte);51 bos.write(outputByte, 0, len);52 }53 defl.end();54 } finally {55 bos.close();56 }57return bos.toByteArray();58 }5960public static void main(String[] args) {61try {62 FileInputStream fis = new FileInputStream("D:\\testdeflate.txt");63int len = fis.available();64byte[] b = new byte[len];65 fis.read(b);66byte[] bd = compress(b);67// 为了压缩后的内容能够在⽹络上传输，⼀般采⽤Base64编码68 String encodestr = Base64.encodeBase64String(bd);69byte[] bi = uncompress(Base64.decodeBase64(encodestr));70 FileOutputStream fos = new FileOutputStream("D:\\testinflate.txt");71 fos.write(bi);72 fos.flush();73 fos.close();74 fis.close();75 } catch (Exception e) {76//77 }78 }。
HTTPS原理中的数据压缩
HTTPS原理中的数据压缩数据压缩在网络通信中扮演着重要的角色，它能够显著减少数据传输的时间和网络带宽的占用。
在HTTPS的通信过程中，数据压缩也起到了关键的作用。
本文将从HTTPS的工作原理以及数据压缩的实现方式两个方面进行探讨。
一、HTTPS的工作原理HTTPS（Hypertext Transfer Protocol Secure）是在传统的HTTP协议基础上添加了安全性的扩展，通过TLS/SSL协议对传输的数据进行加密保护。
HTTPS的工作原理如下：1. 客户端发起HTTPS请求：客户端向服务器发起一个HTTPS请求，请求连接到服务器的安全端口（默认为443端口）。
2. 服务器发送证书：服务器会将自己的数字证书发送给客户端，证书中包含了服务器的公钥以及其他相关信息。
3. 客户端验证证书：客户端会对服务器发送过来的证书进行验证，包括验证数字签名的合法性以及证书的有效期等。
4. 建立安全连接：如果证书验证通过，客户端会生成一串随机的对称密钥，并使用服务器的公钥进行加密，然后发送给服务器。
5. 数据传输：之后，客户端和服务器使用对称密钥进行加密和解密，实现安全的数据传输。
二、数据压缩的实现方式数据压缩在HTTPS的通信过程中能够显著减少数据传输的大小，从而提升整个传输的效率。
数据压缩的实现方式主要有两种：GZIP压缩和Deflate压缩。
1. GZIP压缩：GZIP是一种常用的文件压缩格式，它通过对文件进行压缩，在保证数据完整性的前提下减小文件的大小。
在HTTPS中，服务器通常将要发送的数据使用GZIP进行压缩，然后再发送给客户端。
客户端接收到压缩的数据后，会进行解压缩操作，恢复原始的数据。
2. Deflate压缩：Deflate是一个更加通用的数据压缩算法，它主要包括两种压缩方式：ZLIB压缩和DEFLATE压缩。
在HTTPS中，Deflate 压缩方式也被广泛应用。
类似于GZIP压缩，服务器将要发送的数据使用Deflate进行压缩，然后发送给客户端。
zip加密原理
zip加密原理
首先，压缩算法是zip加密的重要组成部分。压缩算法通过对文件中的重复数据或者无效数据进行删除，从而减小文件的体积。在压缩过程中，zip加密会使用一些特定的算法，如DEFLATE算法，来对文件进行压缩。DEFLATE算法是一种无损压缩算法，它通过查找文件中的重复数据，并用更短的符号来代替这些重复数据，从而实现文件的压缩。通过压缩算法，zip加密可以将文件的体积减小，从而在传输和存储过程中节省空间和时间。
除了压缩算法和加密算法，zip加密还涉及到密码学的知识。在使用zip加密时，用户需要设置一个密码，这个密码将会被用来对文件进行加密和解密。密码是zip加密的重要参数，它直接影响到文件的安全性。因此，在设置密码时，用户需要选择一个足够复杂和安全的密码，以防止被破解和破坏。
总的来说，zip加密是一种常见的数据加密方式，它通过压缩算法和加密算法来保护文件的安全性。在实际应用中，zip加密可以有效地保护文件的机密性和完整性，为用户的数据安全提供了有力的保障。同时，用户在使用zip加密时需要注意设置安全的密码，以免造成文件的泄露和损坏。希望本文介绍的zip加密原理对您有所帮助。
zlib deflate原理
zlib deflate原理英文回答：What is zlib deflate algorithm?zlib is a lossless data compression library. It is based on the DEFLATE algorithm, which is a combination of Huffman coding and LZ77.How does zlib deflate work?The DEFLATE algorithm works by first dividing the input into blocks. Each block is then compressed independently.To compress a block, the algorithm first finds all the repeated sequences of bytes in the block. These sequences are then replaced with pointers to the first occurrence of the sequence. This process is called LZ77 encoding.After the block has been LZ77 encoded, it is thenHuffman encoded. Huffman encoding is a lossless data compression algorithm that assigns shorter codes to more common symbols.The compressed block is then stored in the output file.Benefits of using zlib deflate.zlib deflate is a very efficient compression algorithm. It is widely used to compress a variety of data, including web pages, images, and audio files.zlib deflate is also very fast. This makes it ideal for use in real-time applications.Limitations of using zlib deflate.zlib deflate is not a perfect compression algorithm. It is not able to compress all types of data equally well. For example, it is not very effective at compressing random data.zlib deflate is also not a lossless compression algorithm. This means that there is a small chance that some data will be lost during the compression process.Alternatives to zlib deflate.There are a number of other lossless data compression algorithms available. Some of the most popular alternatives to zlib deflate include:bzip2。
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压缩算法deflate
gzip,zlib,以及图形格式png，使用的是同一个压缩算法deflate。
我们通过对gzip源码的分析来对deflate压缩算法做一个详细的说明。
我阅读的gzip版本为 gzip-1.2.4。
我们对算法做三种程度的说明。
第一种程度，对gzip所使用压缩算法基本原理的说明。
第二种程度，对gzip压缩算法实现方法的说明。
第三种程度，对gzip实现源码级的说明。
如果你有时间的话，我建议你先不要看下面的内容，自己尝试通过读gzip 源码，来了解它的压缩解压缩是如何实现的，这将会是一个非常有趣的智力游戏，千万不要错过。
当一个又一个的谜被解开时，那感觉就像唐伯虎同志所说的，“慷慨然诺杯酒中”。
（小唐的诗，除了另一个倒霉蛋曹雪芹外，好像不太被人提。
）
1 gzip所使用压缩算法的基本原理
gzip 对于要压缩的文件，首先使用lz77算法进行压缩，对得到的结果再使用huffman编码的方法进行压缩。
所以我们分别对lz77和huffman编码的原理进行说明。
1.1 ... 1.2 ...
2 gzip压缩算法实现方法
2.1 LZ77算法的gzip实现
首先，gzip 从要压缩的文件中读入64KB的内容到一个叫window的缓冲区中。
为了简单起见，我们以32KB以下文件的压缩为例做说明。
对于我们这里使用32KB 以下文件，gzip将整个文件读入到window缓冲区中。
然后使用一个叫strstart的变量在window数组中，从0开始一直向后移动。
strstart在每一个位置上，都在它之前的区域中，寻找和当前strstart开始的串的头3个字节匹配的串，并试图从这些匹配串中找到最长的匹配串。
如果当前的strstart开始的串，可以找到最少为3个字节的匹配串的话，当前的strstart开始的匹配长度那么长的串，将会被一个<匹配长度,到匹配串开头的距离>对替换。
如果当前的strstart开始的串，找不到任何的最少为3个字节的匹配串的话，那么当前strstart的所在字节将不作改动。
为了区分是一个<匹配长度,到匹配串开头的距离>对，还是一个没有被改动的字节，还需要为每一个没有被改动的字节或者<匹配长度,到匹配串开头的距离>对，另外再占用一
位，来进行区分。
这位如果为1，表示是一个<匹配长度,到匹配串开头的距
离>对，这位如果为0，表示是一个没有被改动的字节。
现在来说明一下，为什么最小匹配为3个字节。
这是由于，gzip 中，<匹配长度,到匹配串开头的距离>对中，"匹配长度"的范围为3-258，也就是256种可能值，需要8bit来保存。
"到匹配串开头的距离"的范围为0-32K，需要15bit 来保存。
所以一个<匹配长度,到匹配串开头的距离>对需要23位，差一位3个字节。
如果匹配串小于 3个字节的话，使用<匹配长度,到匹配串开头的距离>对进行替换，不但没有压缩，反而还会增大。
所以保存<匹配长度,到匹配串开头的距离>对所需要的位数，决定了最小匹配长度至少要为3个字节。
下面我们就来介绍gzip如何实现寻找当前strstart开始的串的最长匹配串。
如果每次为当前串寻找匹配串时，都要和之前的每个串的至少3个字节进行比较的话，那么比较量将是非常非常大的。
为了提高比较速度，gzip使用了哈
希表。
这是gzip实现LZ77的关键。
这个哈希表是一个叫head的数组（后面我们将看到为什么这个缓冲区叫head）。
gzip对windows中的每个串，使用串的头三个字节，也就是strstart,strstart+1,strstart+2，用一个设计好的哈希
函数来进行计算，得到一个插入位置 ins_h。
也就是用串的头三个字节来确定一个插入位置。
然后把串的位置，也就是 strstart的值，保存在head数组的第ins_h项中。
我们马上就可以看到为什么要这样做。
head数组在没有插入任何值时，全部为0。
当某处的当前串的三个字节确定了一个ins_h，并把当时当前串的位置也就是当时的strstart保存在了head[ins_h]中。
之后另一处，当另一处的当前串的头三个字节，再为那三个字节时，再使用那个哈希函数来计算，由于是同样的三个字节，同样的哈希函数，得到的ins_h必然和前面得到的ins_h是相同的。
于是就会发现head[ins_h]不为0。
这就说明了，有一个头三个字节和自己相同的串把自己的位置保存在了这里，现在 head[ins_h]中保存的值，也就是那个串的开始位置，我们就可以找到那个串，那个串至少前3个字节和当前串的前3个字节相同（稍后我们就可以看到这种说法不准确，这里是为了说明方便），我们可以找到那个串，做进一步比较，看到底能有多长的匹配。
我们现在来说明一下，相同的三个字节，通过哈希函数得到的ins_h必然是相同的。
而不同的三个字节，通过哈希函数有没有可能得到同一个ins_h，我
没有对这个哈希函数做研究，并不清楚，不过一般的哈希函数都是这样的，所以极大可能这里的也会是这种情况，即不同的三个字节，通过哈希函数有可能得到同一个ins_h，不过这并不要紧，我们发现有可能是匹配串之后，还会进行串
的比较。
一个文件中，可能有很多个串的头三个字节都是相同的，也就是说他们计算得到的ins_h都是相同的，如何能保证找到他们中的每一个串呢？gzip使用一个链把他们链在一起。
gzip每次把当前串的位置插入head的当前串头三个字节算出的ins_h处时，都会首先把原来的head[ins_h]的值，保存到一个叫prev 的数组中，保存的位置就在现在的strstart处。
这样当以后某处的当前串计算
出ins_h，发现head[ins_h]不空时，就可以到prev[ head[ins_h] ]中找到更前一个的头三个字节相同的串的位置。
对此我们举例说明。
例，串
0abcdabceabcfabcg
^^^^^^^^^^^^^^^^^
01234567890123456
整个串被压缩程序处理之后。
由abc算出ins_h。
这时的head[ins_h]中为 13,即"abcg"的开始位置。
这时prev[13]中为 9，即"abcfabcg"的开始位置。
这时prev[9]中为 5，即"abceabcfabcg"的开始位置。
这时prev[5]中为 1，即"abcdabceabcfabcg"的开始位置。
这时prev[1]中为 0。
我们看到所有头三个字母为abc的串，被链在了一起，从head可以一直找下去，直到找到0。
现在我们也就知道了，三个字节通过哈希函数计算得到同一ins_h的所有的串被链在了一起，head[ins_h]为链头，prev数组中放着的更早的串。
这也就是head和prev名称的由
来。
gzip寻找匹配串的另外一个值得注意的实现是，延迟匹配。
会进行两次尝试。
比如当前串为str,那么str发生匹配以后，并不发生压缩，还会对str+1串进行匹配，然后看哪种
匹配效果好。
例子 ...
从这个例子中我们就看到了做另外一次尝试的原因。
如果碰到的一个匹配就使用了的话，可能错过更长匹配的机会。
现在做两次会有所改善。
...
2.2 问题讨论
我在这里对gzip压缩算法做出了一些说明，是希望可以和对gzip或者压缩解压缩感兴趣的朋友进行交流。
我对gzip的了解要比这里说的更多一些，也有更多的例子。
如果哪位朋友愿意对下面的问题进行研究，以及其他压缩解压缩的问题进行研究，来这里/forum/ 和我交流的话，我也愿意就我知道的内容进行更多的说明。
下面是几个问题
这种匹配算法，即用3个字节(最小匹配)来计算一个整数，是否比用串比较来得高效，高效到什么程度。
哈希函数的讨论。
不同的三个字节，是否可能得到同一个ins_h。
ins_h和计算它的三个字节的关系。
几次延迟尝试比较好？
用延迟，两次尝试是否对压缩率的改善是非常有限的？
影响lz77压缩率的因素。
压缩的极限。
2.3 ...
3 gzip源码分析
main() 中调用函数 treat_file() 。
treat_file() 中打开文件，调用函数 zip()。
注意这里的 work 的用法，这是一个函数指针。
zip() 中输出gzip文件格式的头，调用 bi_init，ct_init，lm_init，其中在lm_init中将 head 初始化清0。
初始化strstart为0。
从文件中读入64KB的内容到window缓冲区中。
由于计算strstart=0时的ins_h，需要0,1,2这三个字节和哈希函数发生关系，所以在lm_init中，预读0,1两个字节，并和哈希函数发生关系。
然后lm_init调用 deflate()。
deflate() gzip的LZ77的实现主要deflate()中。
...。