1. 前言

在開發(fā)中我們難免會碰到傳輸?shù)臄?shù)據(jù)太大，或者傳輸?shù)馁Y源過大，所以就出現(xiàn)了數(shù)據(jù)壓縮這項(xiàng)技術(shù)，現(xiàn)在存在很多種數(shù)據(jù)壓縮的算法，每種算法都有自己的特點(diǎn)和使用場景，這次就想簡單來聊聊關(guān)于數(shù)據(jù)壓縮這件事。

為什么會想到這個(gè)問題，因?yàn)榕龅搅艘恍﹫鼍?，我不知道是大家對?shù)據(jù)壓縮這個(gè)概念太模糊不敢去使用，還是因?yàn)樯钏际鞈]覺得影響性能太大不想用。我這有個(gè)需求，給鏈接拼接參數(shù)，然后跳轉(zhuǎn)這個(gè)鏈接，另外一邊從中拿到拼接的參數(shù)，其實(shí)就是get請求，但是，現(xiàn)在的情況是拼接后的鏈接又臭又長，就是url?a=xxx&b=xxx&c=xxx......這種，然后就瘋狂往后面拼參數(shù)。把整個(gè)對象拆了往后面拼。那為何不把對象轉(zhuǎn)成json然后壓縮呢？

是覺得字符串不能壓縮？還是設(shè)計(jì)時(shí)沒有意識到還有壓縮這事？還是覺得你幾十年的開發(fā)直覺告訴你使用壓縮會出大問題。

2. 關(guān)于壓縮這件事

首先什么是數(shù)據(jù)壓縮？舉個(gè)簡單的例子，我把AAABBBCCC這個(gè)字符串變成3A3B3C，就是一種壓縮的思想。

寫個(gè)Demo演示一下java使用Deflater對字符串進(jìn)行壓縮

public class Test {
    public static String compress(String str) {
        Deflater deflater = new Deflater(Deflater.BEST_COMPRESSION);
        deflater.setInput(str.getBytes());
        deflater.finish();
        final byte[] bytes = new byte[256];
        ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream(256);
        while (!deflater.finished()) {
            int length = deflater.deflate(bytes);
            bos.write(bytes, 0, length);
        }
        deflater.end();
        String result = Base64.encodeToString(bos.toByteArray(), Base64.NO_PADDING);
        Log.v("mmp", "壓縮后結(jié)果" + result);
        return result;
    }
}

在外部調(diào)用

String str = "ABCDEABCDEABCDEABCDEABCDEABCDEABCDEABCDEABCDEABCDE";
String result = Test.compress(str);

可以看到結(jié)果
壓縮后結(jié)果eNpzdHJ2cXUkhQAATY4NFw

看得出壓縮前和壓縮后的一個(gè)明顯的效果。

有人看到這個(gè)可能就想到，哦，原來用Base64壓縮，這是一個(gè)誤區(qū)，有一定開發(fā)經(jīng)驗(yàn)或者一定基礎(chǔ)的朋友都知道，但是可能一些萌新不太熟，我前面也寫過了，Base64不是壓縮，是一種編碼，如果你純用Base64的話，它只會變得更長。

那為什么還要在這里用Base64呢？Base64是為了將字節(jié)數(shù)組轉(zhuǎn)成字符串，數(shù)據(jù)壓縮和解壓的對象是字節(jié)數(shù)組，所以壓縮可以對字符串壓縮，也可以對文件壓縮，因?yàn)樗轻槍yte[]

有的人就會說，懂了，那簡單，那我圖片和視頻的壓縮也用Deflater。這東西還真不一樣，壓縮又分為有損壓縮和無損壓縮，我們上面使用Deflater進(jìn)行的壓縮是無損壓縮，是可逆的，而圖片和視頻的壓縮往往會用有損壓縮比較多，特別是視頻，壓縮率很高，因?yàn)橛袚p壓縮能把數(shù)據(jù)壓得更小，相對得它是不可逆的。所以對數(shù)據(jù)和資源要使用哪種壓縮方式要看具體的場景。比如這里的對字符串壓縮，要是使用有損的方式，那解壓出來的字符串不就和原字符串內(nèi)容不同了嗎。

相信看到這里，你已經(jīng)對數(shù)據(jù)的壓縮這個(gè)概念有個(gè)大概的了解。

3. Deflater算法

前面有說到數(shù)據(jù)壓縮的算法有很多種，甚至你也可以自己設(shè)計(jì)出一套算法，然后寫專利。而Deflater算法是一種常用的數(shù)據(jù)無損壓縮算法。

可以很容易的找到Deflate壓縮算法=LZ77+哈夫曼編碼，意思是這套算法內(nèi)部的實(shí)現(xiàn)原理就是使用LZ77和哈夫曼編碼。

我這邊暫時(shí)先不講這些算法的實(shí)現(xiàn)過程和原理，因?yàn)閮?nèi)容也是比較多，如果以后有時(shí)間單獨(dú)拿出來寫，并且手寫一遍用代碼去實(shí)現(xiàn)這些算法（一般都是用C寫） ，這里就只簡單介紹一下，有個(gè)概念就行。

LZ77

LZ77編碼是一種基于字典的、“滑動窗”的無損壓縮算法。

簡單來說就是滑動的過程中，把前面的子串放到字典中，滑動到后面發(fā)現(xiàn)相同的子串時(shí)只需要替換成子串的位置和長度的信息進(jìn)去就行。

例如ABCDEFABCDZZZ → ABCDEF(6,4)ZZZ
意思是往前第6個(gè)，長度為4。

當(dāng)然這只是簡單的一個(gè)體現(xiàn)思路的例子，實(shí)際中肯定沒有這么簡單，比如子串怎么找啊，滑動怎么滑等等之類的。

哈夫曼編碼

哈夫曼編碼，又涉及到哈夫曼樹，貪心算法。該方法完全依據(jù)字符出現(xiàn)概率來構(gòu)造異字頭的平均長度最短的碼字。

因?yàn)檫@個(gè)要根據(jù)字符出現(xiàn)的頻率構(gòu)建哈夫曼樹，不好簡單易懂的演示出來，這里就拿一個(gè)別人寫的Demo來直接演示效果。

原字符串：BCAADDDCCACACAC

轉(zhuǎn)成二進(jìn)制后：

10000100100001101000001010000010100010001000100010001000100001101000011010000010100001101000001010000110100000101000011

編碼后：1000111110110110100110110110

能看出壓縮的效果很明顯。

小結(jié)

Deflater算法是一種常用的數(shù)據(jù)壓縮算法，其內(nèi)部是使用LZ77和哈夫曼編碼。壓縮算法一般都具備平臺無關(guān)性，它是一種計(jì)算，一種思想，java使用的是Deflater這個(gè)類，php也有對應(yīng)的庫，go也有對應(yīng)的庫。甚至當(dāng)你知道了它的原理之后，你也能自己把實(shí)現(xiàn)過程給寫出來，當(dāng)然這很麻煩，畢竟涉及算法還是有一定難度。所以一般在開發(fā)中你得知道有這么一個(gè)東西，它是干嘛的，怎么使用。當(dāng)然最好還是能知道它的原理，知道它怎么實(shí)現(xiàn)的，這并不是毫無作用，當(dāng)你去學(xué)之后，你一定能收獲到一些東西。

可以再擴(kuò)展一下，像圖片的質(zhì)量壓縮，就是一種有損壓縮的方式，像視頻的H264編碼，H265編碼等，也是一個(gè)有損的過程。要心里有個(gè)底，對這個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，是否需要可逆，是否是針對它的大小，可逆就用無損壓縮的算法，為了極致的壓縮大小又無所謂不可逆，那就用有損壓縮的算法。對數(shù)據(jù)的傳輸是否要安全，全都無所謂就明文傳輸最快，對其大小有要求就壓縮，要求安全就加密。開發(fā)就這么簡單！

GZIP

GZIP也是一種壓縮技術(shù)，相信很多人都聽說過。我們的http請求頭中可以配置content-encoding為gzip，那么服務(wù)端返回的數(shù)據(jù)就是經(jīng)過gzip壓縮過之后的數(shù)據(jù)。那有什么用呢？你文件大，字節(jié)數(shù)多，傳輸?shù)乃俣染吐?，我?jīng)過gizp壓縮之后，壓縮率高，傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)少很多，那傳輸?shù)乃俣染涂臁?/p>

有的人也會說，那你壓縮可解壓也是耗時(shí)間的啊。說得好，這種我建議你不要信什么原理，直接去實(shí)踐，去試試使用GZIP壓縮和不使用韓國，誰得速度更快。當(dāng)然數(shù)據(jù)量大的情況下去測。你會發(fā)現(xiàn)哪怕我經(jīng)過壓縮和解壓，也比你直接傳輸?shù)乃俣雀臁?/p>

GZIP中的實(shí)現(xiàn)也包含了Deflater算法。所以能看出來，壓縮算法很多，基本都萬變不離其宗，基本都是靠LZ77和哈夫曼，為什么呢？因?yàn)閯e人好用啊，你寫不出比它更厲害的，那不用它的用什么。

以上就是Android 數(shù)據(jù)壓縮淺析的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Android 數(shù)據(jù)壓縮的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！