关于C++类库KYLib: 快速压缩/解压缩类源码

在 KYLib 2.1.5.0 (build 2010.08.11) 中, 增加 KYQuickPack 单元: TKYQuickPack(快速压缩类), TKYQuickUnpack(快速解压缩类), 源码如下:

 

KYQuickPack.h 文件

// =======================================// Unit : 快速压缩/解压缩单元 (KYQuickPack.h)// Version: 2.0.0.0 (build 2010.08.11)// Author : Kyee Ye// Email : kyee_ye(at)126.com// Copyright (C) Kyee workroom// =======================================#ifndef _KYQuickPack_H_#define _KYQuickPack_H_#include "KYPackObj.h"// KYLib 2.0 开始使用 KYLib 命名空间namespace KYLib{// ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~/* TKYQuickPack - 快速压缩类(基于LZRW压缩算法) */class TKYQuickPack: public TKYCustomPack{public: TKYQuickPack(); virtual ~TKYQuickPack(); // 属性 bool IsPacking() const { return FIsPacking; } // default: false // 重置 virtual void Reset(); // 压缩缓冲区 // 1. ABuffer 存放 ASize 字节的待压缩数据 // 2. ADest 存放压缩后的数据, 缓冲区尺寸至少为 ASize // 3. 若返回值 > 0 表示压缩后数据的尺寸 // 4. 若返回值为 0 表示压缩失败, 即待压缩数据无法再压缩 // 5. 若返回值为 -1 表示参数不合法 // 6. 若返回值为 -2 表示压缩失败, 原因是正在压缩 virtual long Pack(const char* ABuffer, char* ADest, long ASize);private: void DoCopy(const char* ABuffer, long ASize); bool DoMatch(Byte* APos, Byte* AEnd, Word& AOffset, Byte& ADepth);private: Word FHash[4096]; // 哈希表 char FContext[4096]; // 压缩数据的上下文 Longword FLastSize; // 上一次 pack 结束后的尺寸 bool FIsPacking; // 判断是否正在压缩 bool FIsOverflow; // 判断上下文列表是否溢出};// ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~/* TKYQuickUnpack - 快速解压缩类(基于LZRW压缩算法) */class TKYQuickUnpack: public TKYCustomUnpack{public: TKYQuickUnpack(); virtual ~TKYQuickUnpack(); // 属性 bool IsUnpacking() const { return FIsUnpacking; }// default: false // 重置 virtual void Reset(); // 解压缩缓冲区 // 1. 若 AIsPacked 为 false 表示数据未压缩, 即为解压缩的上下文相关性而操作, // 但不会拷贝数据到 ADest, 并返回值为 0 // 2. ABuffer 存放 ASize 字节的已压缩数据 // 3. ADest 存放解压缩后的数据, ADestSize >= ASize // 4. 若返回值 > 0 表示解压缩后数据的尺寸 // 5. 若返回值为 0 表示解压缩失败, 可能 ADestSize 太小或数据未压缩 // 6. 若返回值为 -1 表示参数不合法 // 7. 若返回值为 -2 表示解压缩失败, 原因是数据已损坏 // 8. 若返回值为 -3 表示解压缩失败, 原因是正在解压缩 virtual long Unpack(const char* ABuffer, long ASize, char* ADest, long ADestSize, bool AIsPacked = true);private: void DoCopy(const char* ABuffer, long ASize); bool DoInsert(char* &APos, Word AOffset, Byte ADepth);private: char FContext[4096]; // 已解压的上下文 Longword FLastSize; // 上一次 unpack 结束后的尺寸 bool FIsOverflow; // 判断上下文列表是否溢出 bool FIsUnpacking; // 判断是否正在解压缩};}#endif

 

KYQuickPack.cpp 文件

// =======================================// Unit : 快速压缩/解压缩单元 (KYQuickPack.cpp)// Version: 2.0.0.0 (build 2010.08.11)// Author : Kyee Ye// Email : kyee_ye(at)126.com// Copyright (C) Kyee workroom// =======================================#include "KYQuickPack.h"// KYLib 2.0 开始使用 KYLib 命名空间namespace KYLib{// ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~/* 常量定义 */// 常量#define Max_Depth 18 // 最大匹配深度#define Max_Offset 4096 // 最大偏移量#define Mask_Index 0x7FFF // 索引的掩码#define Mask_Hash 0x0FFF // 哈希的掩码#define Hash_RandomGene 45673 // 哈希的随机因子必须是素数, // 且除以 4096 的商和余数也是素数// 布尔位值static const Byte Bits_Bool[8] = {0x80, 0x40, 0x20, 0x10, 0x08, 0x04, 0x02, 0x01};// 取 Word 的高 8 位字节static inline Byte HiByte(Word AValue){ return (Byte)(AValue >> 8);}// 取 Word 的低 8 位字节static inline Byte LoByte(Word AValue){ return (Byte)AValue;}// ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~/* TKYQuickPack - 快速压缩类(基于LZRW压缩算法) */// ---------------- 构造函数和析构函数 ----------------// 构造函数TKYQuickPack::TKYQuickPack(){ // 清空 FIsPacking = false; Reset();}// 析构函数TKYQuickPack::~TKYQuickPack(){}// ---------------- 私有函数 ----------------// 拷贝上下文void TKYQuickPack::DoCopy(const char* ABuffer, long ASize){ // 初始化 long intSize; char* pDest = (char*)FContext; char* pPos = (char*)ABuffer; char* pEnd = pPos + ASize; // 检查尺寸 if (ASize >= Max_Offset) memcpy(pDest, pEnd - Max_Offset, Max_Offset); else if ((FLastSize >= Max_Offset) || FIsOverflow) { intSize = Max_Offset - ASize; memmove(pDest, pDest + ASize, intSize); memcpy(pDest + intSize, pPos, ASize); } else if (FLastSize + ASize > Max_Offset) { intSize = Max_Offset - ASize; memmove(pDest, pDest + (FLastSize - intSize), intSize); memcpy(pDest + intSize, pPos, ASize); } else memcpy(pDest + FLastSize, pPos, ASize); // 修改最后尺寸 FSize = FLastSize + ASize; FIsOverflow = FIsOverflow || (FSize < FLastSize); FLastSize = FSize;}// 索引项匹配bool TKYQuickPack::DoMatch(Byte* APos, Byte* AEnd, Word& AOffset, Byte& ADepth){ // 初始化 bool result = false; Word wIndex, wHash, wValue; // 计算 Hash 值 wHash = ((Word)APos[0] << 8) ^ ((Word)APos[1] << 4) ^ (Word)APos[2]; wHash = ((wHash * Hash_RandomGene) >> 4) & Mask_Hash; wValue = FHash[wHash]; wIndex = (Word)FSize & Mask_Index; AOffset = (wIndex - wValue) & Mask_Index; FHash[wHash]= wIndex; // 判断偏移量是否有效 if ((wValue <= Mask_Index) && (AOffset < Max_Offset) && (AOffset != 0)) { // 初始化 Word wDepth = (Word)Min(AEnd - APos, Max_Depth); Byte* pPos = APos; Byte* pEnd = APos + wDepth; Byte* pDest; // 检查是否超出上下文 if (FSize - FLastSize >= AOffset) { pDest = APos - AOffset; while ((pPos < pEnd) && (*pPos == *pDest)) { pPos++; pDest++; } } else { // 初始化 Word wSize = (Word)(FSize - FLastSize); // (FSize - FLastSize < AOffset) Word wFront = AOffset - wSize; // 计算起始位置 pDest = (Byte*)FContext; if ((FLastSize >= Max_Offset) || FIsOverflow) pDest += Max_Offset - wFront; else pDest += FLastSize - wFront; // 判断是否分二部分比较 if (wFront < wDepth) { // 初始化 Byte* pDestEnd = pDest + wFront; // 前半部分比较 while ((pDest < pDestEnd) && (*pPos == *pDest)) { pPos++; pDest++; } // 判断是否需要继续匹配 if (pDest == pDestEnd) { pDest = APos - wSize; while ((pPos < pEnd) && (*pPos == *pDest)) { pPos++; pDest++; } } } else while ((pPos < pEnd) && (*pPos == *pDest)) { pPos++; pDest++; } } // 检查匹配长度 ADepth = (Byte)(pPos - APos); result = (ADepth >= 3); } // 返回结果 return result;}// ---------------- 保护函数 ----------------// ---------------- 公有函数 ----------------// 重置void TKYQuickPack::Reset(){ if (!FIsPacking) { // 置空 FSize = 0; FLastSize = 0; FIsOverflow = false; // 初始化哈希表 memset(FHash, -1, sizeof(FHash)); }}// 压缩缓冲区// 1. ABuffer 存放 ASize 字节的待压缩数据// 2. ADest 存放压缩后的数据, 缓冲区尺寸至少为 ASize// 3. 若返回值 > 0 表示压缩后数据的尺寸// 4. 若返回值为 0 表示压缩失败, 即待压缩数据无法再压缩// 5. 若返回值为 -1 表示参数不合法// 6. 若返回值为 -2 表示压缩失败, 原因是正在压缩long TKYQuickPack::Pack(const char* ABuffer, char* ADest, long ASize){ // 检查是否正在压缩 if (FIsPacking) return -2; // 置压缩状态 FIsPacking = true; // 初始化 long result = 0; // 检查参数 if ((ASize <= 0) || (ABuffer == NULL) || (ADest == NULL)) result = -1; else { try { // 初始化 Word wSize, wOffset; Byte* pSame; Byte* pLast; Byte* pPos = (Byte*)ABuffer; Byte* pEnd = pPos + ASize - 2; Byte* pBuffEnd = pPos + ASize; Byte* pFlag = (Byte*)ADest; Byte* pDest = pFlag + 1; Byte* pDestEnd = pFlag + ASize; Byte byteDepth= 0; Byte byteFlag = 0; Byte byteBit = 0; bool boolOver = false; // 循环匹配 while (pPos < pBuffEnd) { // 检查标志位是否已满 if (byteBit == 8) { *pFlag = byteFlag; pFlag = pDest++; byteBit = 0; byteFlag = 0; } // 检查是否相同数据 pLast = Min(pBuffEnd, pPos + Max_Offset + 8); pSame = pPos + 1; while ((pSame < pLast) && (*pSame == *pPos)) pSame++; // 检查相同数据尺寸是否大于等于 8 wSize = pSame - pPos - 1; if (wSize >= 8) { if (pDest < pDestEnd - 4) { wSize -= 8; *(pDest++) = 0; *(pDest++) = HiByte(wSize); *(pDest++) = LoByte(wSize); *(pDest++) = *pPos; byteFlag |= Bits_Bool[byteBit]; FSize += wSize + 9; pPos = pSame; } else { boolOver = true; break; } } else if ((pPos < pEnd) && DoMatch(pPos, pBuffEnd, wOffset, byteDepth)) { if (pDest < pDestEnd - 2) { wOffset = (wOffset << 4) + (byteDepth - 3); *(pDest++) = HiByte(wOffset); *(pDest++) = LoByte(wOffset); byteFlag |= Bits_Bool[byteBit]; FSize += byteDepth; pPos += byteDepth; } else { boolOver = true; break; } } else if (pDest < pDestEnd) { *(pDest++) = *(pPos++); FSize++; } else { boolOver = true; break; } // 位数加 1 byteBit++; } // 检查是否溢出 if (!boolOver && (pDest < pDestEnd)) { *pFlag = byteFlag; result = pDest - (Byte*)ADest; } } catch (...) {} // 拷贝上下文 DoCopy(ABuffer, ASize); } // 返回结果 FIsPacking = false; return result;}// ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~/* TKYQuickUnpack - 快速解压缩类(基于LZRW压缩算法) */// ---------------- 构造函数和析构函数 ----------------// 构造函数TKYQuickUnpack::TKYQuickUnpack(){ // 初始化 FSize = 0; FLastSize = 0; FIsOverflow = false; FIsUnpacking = false;}// 析构函数TKYQuickUnpack::~TKYQuickUnpack(){}// ---------------- 私有函数 ----------------// 拷贝上下文void TKYQuickUnpack::DoCopy(const char* ABuffer, long ASize){ // 初始化 long intSize; char* pDest = (char*)FContext; char* pPos = (char*)ABuffer; char* pEnd = pPos + ASize; // 检查尺寸 if (ASize >= Max_Offset) memcpy(pDest, pEnd - Max_Offset, Max_Offset); else if ((FLastSize >= Max_Offset) || FIsOverflow) { intSize = Max_Offset - ASize; memmove(pDest, pDest + ASize, intSize); memcpy(pDest + intSize, pPos, ASize); } else if (FLastSize + ASize > Max_Offset) { intSize = Max_Offset - ASize; memmove(pDest, pDest + (FLastSize - intSize), intSize); memcpy(pDest + intSize, pPos, ASize); } else memcpy(pDest + FLastSize, pPos, ASize); // 修改最后尺寸 FSize = FLastSize + ASize; FIsOverflow = FIsOverflow || (FSize < FLastSize); FLastSize = FSize;}// 插入指定偏移量的数据bool TKYQuickUnpack::DoInsert(char* &APos, Word AOffset, Byte ADepth){ // 初始化 bool result = true; char* pEnd = APos + ADepth; char* pDest; // 检查是否属于当前数据段 if (FSize - FLastSize >= AOffset) { pDest = APos - AOffset; for (; APos < pEnd; APos++, pDest++) *APos = *pDest; } else { // 初始化 Word wSize = (Word)(FSize - FLastSize); Word wFront = AOffset - wSize; // 计算起始位置 pDest = FContext; if ((FLastSize >= Max_Offset) || FIsOverflow) pDest += Max_Offset - wFront; else if (wFront <= FLastSize) pDest += FLastSize - wFront; else result = false; // 判断偏移量是否合法 if (result) { // 判断是否分二部分拷贝 if (wFront < ADepth) { // 初始化 char* pDestEnd = pDest + wFront; char* pBegin = APos - wSize; // 拷贝前半部 for (; pDest < pDestEnd; APos++, pDest++) *APos = *pDest; // 后半部的开始 pDest = pBegin; } // 拷贝后半部 for (; APos < pEnd; APos++, pDest++) *APos = *pDest; } } // 返回结果 return result;}// ---------------- 保护函数 ----------------// ---------------- 公有函数 ----------------// 重置void TKYQuickUnpack::Reset(){ if (!FIsUnpacking) { FSize = 0; FLastSize = 0; FIsOverflow = false; }}// 解压缩缓冲区// 1. 若 AIsPacked 为 false 表示数据未压缩, 即为解压缩的上下文相关性而操作,// 但不会拷贝数据到 ADest, 并返回值为 0// 2. ABuffer 存放 ASize 字节的已压缩数据// 3. ADest 存放解压缩后的数据, ADestSize >= ASize// 4. 若返回值 > 0 表示解压缩后数据的尺寸// 5. 若返回值为 0 表示解压缩失败, 可能 ADestSize 太小或数据未压缩// 6. 若返回值为 -1 表示参数不合法// 7. 若返回值为 -2 表示解压缩失败, 原因是数据已损坏// 8. 若返回值为 -3 表示解压缩失败, 原因是正在解压缩long TKYQuickUnpack::Unpack(const char* ABuffer, long ASize, char* ADest, long ADestSize, bool AIsPacked){ // 检查是否正在压缩 if (FIsUnpacking) return -3; // 置压缩状态 FIsUnpacking = true; // 初始化 long result = -1; // 检查参数 if ((ABuffer == NULL) || (ASize <= 0)) ; else if (!AIsPacked) { DoCopy(ABuffer, ASize); result = 0; } else if ((ADestSize >= ASize) && (ADest != NULL)) { // 初始化 result = -2; // 操作 try { // 初始化 char charSame; Byte byteFlag, byteDepth; Word wSize, wOffset; char* pLast; char* pDest = ADest; char* pDestEnd = ADest + ADestSize; Byte* pPos = (Byte*)ABuffer; Byte* pEnd = pPos + ASize - 2; Byte* pBuffEnd = pPos + ASize; Byte byteBit = 8; bool boolOver = false; bool boolError = false; // 循环匹配 while (pPos < pBuffEnd) { // 检查标志位是否已满 if (byteBit == 8) { byteFlag = *pPos; byteBit = 0; // 检查是否错误 if (++pPos >= pBuffEnd) { boolError = true; break; } } // 判断是否压缩 if ((byteFlag & Bits_Bool[byteBit]) != 0) { if (pPos <= pEnd) { // 取偏移量 wOffset = ((Word)pPos[0] << 4) + (pPos[1] >> 4); pPos++; // 判断是否为匹配串 if (wOffset != 0) { byteDepth = (*(pPos++) & 0x0F) + 3; if (pDest + byteDepth > pDestEnd) { boolOver = true; break; } else if (DoInsert(pDest, wOffset, byteDepth)) FSize += byteDepth; else { boolError = true; break; } } else if (pPos < pEnd) { // 取相同尺寸及字符 wSize = ((Word)pPos[0] << 8) + pPos[1] + 9; pLast = pDest + wSize; charSame = (char)pPos[2]; pPos += 3; // 检查是否溢出 if (pLast > pDestEnd) { boolOver = true; break; } else { FSize += wSize; for (; pDest < pLast; pDest++) *pDest = charSame; } } else { boolError = true; break; } } else { boolError = true; break; } } else if (pDest < pDestEnd) { *(pDest++) = (char)*(pPos++); FSize++; } else { boolOver = true; break; } // 位数加 1 byteBit++; } // 判断是否溢出 if (boolOver) result = 0; else if (!boolError) result = pDest - ADest; } catch (...) {} // 判断是否成功 if (result > 0) DoCopy(ADest, result); else FSize = FLastSize; } // 返回结果 FIsUnpacking = false; return result;}}