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wzjs 2025/8/16 14:07:22

网站建设哪家有,关键词排名点击软件网站,长春网站开发推荐,一个域名一个ip做多个网站lz4 以下是从原理到代码实现的LZ4技术调研报告，包含核心算法解析、优化参数分析及完整C实现： 一、LZ4算法原理与流程图压缩原理基于LZ77改进，通过哈希表实现高速匹配查找： 滑动窗口：默认64KB历史窗口（可…

lz4

以下是从原理到代码实现的LZ4技术调研报告，包含核心算法解析、优化参数分析及完整C++实现：

一、LZ4算法原理与流程图

压缩原理
基于LZ77改进，通过哈希表实现高速匹配查找：

滑动窗口：默认64KB历史窗口（可调）
哈希索引：4字节前缀生成哈希值，记录位置（16KB哈希表适配CPU缓存）
最小匹配：4字节，最后5字节不压缩

压缩流程：

输入数据 → 4字节滑动哈希 → 查表找历史匹配 → 输出[Token|Literals|Offset|MatchLength]

解压原理
逆向操作，仅需内存复制：

解压流程：

读取Token → 解析字面量长度 → 复制字面量 → 读取Offset和MatchLength → 复制历史数据

二、核心数据结构与参数优化

数据块格式（Block）

struct LZ4Block { uint8_t token;          // 高4位字面量长度，低4位匹配长度 uint8_t literals[];     // 原始数据（可选）uint16_t offset;        // 匹配偏移（小端）uint8_t match_ext[];    // 扩展匹配长度（可选）
};

注：当字面量/匹配长度≥15时，需扩展字节（值=255时继续追加）

关键优化参数

参数	作用域	优化效果	典型值
Acceleration	压缩速度	增大步长减少哈希查询次数	1-255
HashLog	哈希表大小	2^HashLog决定哈希桶数量（内存消耗）	12-16
SearchDepth	匹配精度	控制哈希链深度（时间/压缩率平衡）	32-64
TargetLength	最小匹配	过滤短匹配提升速度	4-8

三、C++代码实现

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <vector>
#include <lz4.h>const int BLOCK_SIZE = 1024 * 1024; // 设置块大小为1MB// 文件压缩函数
bool compressFile(const std::string& inputFilePath, const std::string& outputFilePath) {std::ifstream inputFile(inputFilePath, std::ios::binary | std::ios::ate);if (!inputFile) {std::cerr << "无法打开输入文件进行压缩" << std::endl;return false;}std::streamsize fileSize = inputFile.tellg();inputFile.seekg(0, std::ios::beg);std::ofstream outputFile(outputFilePath, std::ios::binary);if (!outputFile) {std::cerr << "无法打开输出文件进行写入" << std::endl;return false;}std::vector<char> inputBuffer(BLOCK_SIZE);std::vector<char> outputBuffer(LZ4_compressBound(BLOCK_SIZE));while (fileSize > 0) {size_t bytesRead = inputFile.readsome(&inputBuffer[0], BLOCK_SIZE);if (bytesRead == 0) break;int compressedSize = LZ4_compress_default(&inputBuffer[0], &outputBuffer[0], bytesRead, outputBuffer.size());if (compressedSize == 0) {std::cerr << "压缩失败" << std::endl;return false;}outputFile.write(&outputBuffer[0], compressedSize);fileSize -= bytesRead;}return true;
}// 文件解压函数
bool decompressFile(const std::string& inputFilePath, const std::string& outputFilePath) {std::ifstream inputFile(inputFilePath, std::ios::binary);if (!inputFile) {std::cerr << "无法打开输入文件进行解压" << std::endl;return false;}std::ofstream outputFile(outputFilePath, std::ios::binary);if (!outputFile) {std::cerr << "无法打开输出文件进行写入" << std::endl;return false;}std::vector<char> inputBuffer(BLOCK_SIZE);std::vector<char> outputBuffer(BLOCK_SIZE);while (true) {inputFile.read(&inputBuffer[0], BLOCK_SIZE);size_t bytesRead = inputFile.gcount();if (bytesRead == 0) break;int decompressedSize = LZ4_decompress_safe(&inputBuffer[0], &outputBuffer[0], bytesRead, BLOCK_SIZE);if (decompressedSize < 0) {std::cerr << "解压失败" << std::endl;return false;}outputFile.write(&outputBuffer[0], decompressedSize);}return true;
}int main(int argc, char* argv[]) {if (argc != 4) {std::cerr << "用法: " << argv[0] << " <压缩|解压> <输入文件> <输出文件>" << std::endl;return 1;}std::string mode = argv[1];std::string input = argv[2];std::string output = argv[3];if (mode == "压缩") {if (compressFile(input, output)) {std::cout << "文件压缩成功" << std::endl;} else {std::cerr << "文件压缩失败" << std::endl;return 1;}} else if (mode == "解压") {if (decompressFile(input, output)) {std::cout << "文件解压成功" << std::endl;} else {std::cerr << "文件解压失败" << std::endl;return 1;}} else {std::cerr << "无效的模式，请选择压缩或解压" << std::endl;return 1;}return 0;
}