添加huffman算法
This commit is contained in:
@@ -106,6 +106,17 @@ uint8_t arr_get(array_def *a,int index)
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}
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void arr_reset(array_def *a,uint8_t d,int index)
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{
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param_check(a);
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rt_mutex_take(a->mutex,RT_WAITING_FOREVER);
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if(index<0) index=a->used+index;
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if((index>=0&&index<a->used)==0){}
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else a->data[index]=d;
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rt_mutex_release(a->mutex);
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}
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uint8_t *arr_data(array_def *a)
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{
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param_check(a);
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@@ -10,6 +10,7 @@ typedef struct _array_def array_def;
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array_def *arr_creat(void);
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uint8_t arr_get(array_def *a,int index);
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void arr_reset(array_def *a,uint8_t d,int index);
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array_def *arr_mid(array_def *a,int start,int len);
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uint8_t *arr_data(array_def *a);
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int arr_length(array_def *a);
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308
source/soft/huffman.c
Normal file
308
source/soft/huffman.c
Normal file
@@ -0,0 +1,308 @@
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#include "mystdlib.h"
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#include "stdlib.h"
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#include "bytearray.h"
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//#include "list.h"
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//#include "mystring.h"
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#include "string.h"
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#include "debug.h"
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// huffman编码的实现
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typedef struct _huff_tree{
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uint8_t data;
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uint8_t pos;// 位置,左为1,右为0
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uint16_t count;
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struct _huff_tree *parant;
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struct _huff_tree *left;
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struct _huff_tree *right;
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}huff_tree;
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typedef struct{
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huff_tree *tree;
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int index_table_index;
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huff_tree *index_table[256];
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uint16_t count_table[256];
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array_def *out;
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array_def *in;
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int in_bit_count;
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int arr_bit_index;
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}huffman_def;
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// 按出现频次排序
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static void hm_sort_index_table(huffman_def *h)
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{
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for(int i=0;i<h->index_table_index;i++)
|
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{
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huff_tree *item=h->index_table[i];
|
||||
for (int j=i;j<h->index_table_index;j++)
|
||||
{
|
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if(h->index_table[j]->count>item->count)
|
||||
{
|
||||
h->index_table[i]=h->index_table[j];
|
||||
h->index_table[j]=item;
|
||||
item=h->index_table[i];
|
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}
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}
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}
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}
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static void hm_calc_count(huffman_def *h,array_def *d)
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{
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int num=arr_length(d);
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memset(h->count_table,0,256);
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||||
for(int i=0;i<num;i++)
|
||||
{
|
||||
h->count_table[arr_get(d,i)]++;
|
||||
}
|
||||
for(int i=0;i<256;i++)
|
||||
{
|
||||
if(h->count_table[i]>0){
|
||||
h->index_table[i]=calloc(1,sizeof(huff_tree));
|
||||
h->index_table[i]->count=h->count_table[i];
|
||||
h->index_table[i]->data=i;
|
||||
h->index_table_index++;
|
||||
}
|
||||
}
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||||
hm_sort_index_table(h);
|
||||
}
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// 计算树的值
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static int hm_calc_value_of_tree(huff_tree *t)
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{
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int sum=0;
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if(t->left&&t->right)
|
||||
sum=hm_calc_value_of_tree(t->left)+hm_calc_value_of_tree(t->right);
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||||
else
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||||
sum=t->count;
|
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return sum;
|
||||
}
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// 建立huffman树
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static void hm_creat_tree(huffman_def *h)
|
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{
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int tail=h->index_table_index;
|
||||
huff_tree *sub=0;
|
||||
h->tree=h->index_table[tail-1];
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||||
tail--;
|
||||
while(tail>0){
|
||||
sub=h->index_table[tail-1];
|
||||
tail--;
|
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// 大在左,小在右
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||||
huff_tree *temp=h->tree;
|
||||
h->tree=calloc(1,sizeof(huff_tree));
|
||||
sub->parant=h->tree;
|
||||
temp->parant=h->tree;
|
||||
// 左为1,右为0
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||||
if(hm_calc_value_of_tree(sub)>hm_calc_value_of_tree(h->tree)){
|
||||
h->tree->left=sub;
|
||||
sub->pos=1;
|
||||
h->tree->right=temp;
|
||||
temp->pos=0;
|
||||
}else{
|
||||
h->tree->left=temp;
|
||||
temp->pos=1;
|
||||
h->tree->right=sub;
|
||||
sub->pos=0;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
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||||
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||||
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||||
// 删除树
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||||
static void hm_del_tree(huff_tree *t)
|
||||
{
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if(t->left&&t->right){
|
||||
hm_del_tree(t->left);
|
||||
hm_del_tree(t->right);
|
||||
}
|
||||
free(t);
|
||||
}
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// 数据中添加一个bit
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||||
static void hm_add_bit(array_def *d,int bit,int *index)
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||||
{
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||||
int len=arr_length(d);
|
||||
if(*index<len*8){
|
||||
uint8_t c=arr_get(d,-1);
|
||||
c|=bit<<(*index%8);
|
||||
arr_reset(d,c,-1);
|
||||
}else{
|
||||
arr_append(d,bit);
|
||||
}
|
||||
(*index)++;
|
||||
}
|
||||
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||||
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||||
// 根据数据添加bit
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static int hm_encode_byte(huffman_def *h,uint8_t d)
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||||
{
|
||||
huff_tree *t=0;
|
||||
// 这里默认一定能找到对应的值
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||||
for(int i=0;i<h->index_table_index;i++)
|
||||
{
|
||||
t=h->index_table[i];
|
||||
if(t->data==d)
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
while(t){
|
||||
hm_add_bit(h->out,t->pos,&h->arr_bit_index);
|
||||
t=t->parant;
|
||||
}
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
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||||
// 生成索引
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||||
static array_def *hm_creat_index_table(huffman_def *h)
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||||
{
|
||||
array_def *a=arr_creat();
|
||||
int temp;
|
||||
int diff;
|
||||
arr_append(a,h->index_table_index);
|
||||
for(int i=0;i<h->index_table_index;i++)
|
||||
{
|
||||
arr_append(a,h->index_table[i]->data);
|
||||
temp=h->index_table[i]->count;
|
||||
while(temp>0){
|
||||
if(temp>=255) diff=255;
|
||||
else diff=temp;
|
||||
arr_append(a,diff);
|
||||
temp-=diff;
|
||||
}
|
||||
}
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||||
// 填充0个数
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||||
temp=arr_length(h->out)*8-h->arr_bit_index;
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||||
arr_append(a,temp);
|
||||
return arr_temp(a);
|
||||
}
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||||
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||||
// huffman编码
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||||
/*
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||||
压缩后数据格式
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||||
data[0]:索引表长度
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||||
data[1~n]:索引表,每个索引由值(1byte)和频次(1byte,小于255)(2byte,大于等于255,频次由两个字节相加)
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||||
data[n+1]:数据中填充0个数
|
||||
data[n+2~m]:压缩后的数据
|
||||
|
||||
*/
|
||||
array_def *hm_encode(array_def *data)
|
||||
{
|
||||
int input_len=arr_length(data);
|
||||
huffman_def *h=calloc(1,sizeof(huffman_def));
|
||||
array_def *ret=0;
|
||||
h->out=arr_creat();
|
||||
hm_calc_count(h,data);
|
||||
hm_creat_tree(h);
|
||||
for(int i=0;i<input_len;i++)
|
||||
{
|
||||
hm_encode_byte(h,arr_get(data,i));
|
||||
}
|
||||
hm_del_tree(h->tree);
|
||||
ret=hm_creat_index_table(h);
|
||||
arr_appends_from(ret,h->out);
|
||||
arr_delete(h->out);
|
||||
free(h);
|
||||
return arr_temp(ret);
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
// 读取编码表,返回数据开始的位置
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||||
static int hm_unpack_count(huffman_def *h,array_def *d)
|
||||
{
|
||||
int num=arr_get(d,0);
|
||||
int index=1;
|
||||
uint8_t temp;
|
||||
for(int i=0;i<num;i++)
|
||||
{
|
||||
h->index_table[i]=calloc(1,sizeof(huff_tree));
|
||||
h->index_table[i]->data=arr_get(d,index);index++;
|
||||
do{
|
||||
temp=arr_get(d,index);index++;
|
||||
h->index_table[i]->count+=temp;
|
||||
}while(temp==0xff);
|
||||
h->index_table_index++;
|
||||
}
|
||||
temp=arr_get(d,index);index++;
|
||||
h->in_bit_count=(arr_length(d)-index)*8-temp;
|
||||
h->in=arr_mid(d,index,arr_length(d)-index);
|
||||
return index;
|
||||
}
|
||||
|
||||
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||||
// 获取指定index的bit值
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||||
static inline int hm_get_bit(array_def *d,int index)
|
||||
{
|
||||
uint8_t t=arr_get(d,index/8);
|
||||
return t&(1<<(index%8))?1:0;
|
||||
}
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||||
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||||
|
||||
// 对比树节点,匹配返回bit数,不匹配返回0
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||||
static inline int hm_cmp_bits(huffman_def *h,huff_tree *t)
|
||||
{
|
||||
int count=0;
|
||||
while(t){
|
||||
if(hm_get_bit(h->in,h->arr_bit_index+count)!=t->pos)
|
||||
return 0;
|
||||
else{
|
||||
count++;
|
||||
t=t->parant;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
h->arr_bit_index+=count;
|
||||
return count;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
static uint8_t hm_decode_byte(huffman_def *h)
|
||||
{
|
||||
huff_tree *t=0;
|
||||
for(int i=0;i<h->index_table_index;i++){
|
||||
t=h->index_table[i];
|
||||
if(hm_cmp_bits(h,t)){
|
||||
return t->data;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
DBG_WARN("can not decode byte");
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
// huffman解码
|
||||
/*
|
||||
*/
|
||||
array_def *hm_decode(array_def *data)
|
||||
{
|
||||
huffman_def *h=calloc(1,sizeof(huffman_def));
|
||||
array_def *ret=arr_creat();
|
||||
uint8_t c;
|
||||
hm_unpack_count(h,data);
|
||||
hm_creat_tree(h);
|
||||
while(h->arr_bit_index<h->in_bit_count){
|
||||
c=hm_decode_byte(h);
|
||||
arr_append(ret,c);
|
||||
}
|
||||
hm_del_tree(h->tree);
|
||||
arr_delete(h->in);
|
||||
free(h);
|
||||
return arr_temp(ret);
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
19
source/soft/huffman.h
Normal file
19
source/soft/huffman.h
Normal file
@@ -0,0 +1,19 @@
|
||||
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||||
#ifndef huffman_h__
|
||||
#define huffman_h__
|
||||
|
||||
#include "bytearray.h"
|
||||
|
||||
// huffman编码的实现
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||||
|
||||
array_def *hm_encode(array_def *data);
|
||||
|
||||
array_def *hm_decode(array_def *data);
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
|
||||
|
@@ -2,7 +2,7 @@
|
||||
#define mystdlib_h__
|
||||
|
||||
#include "stdint.h"
|
||||
|
||||
#include "stdlib.h"
|
||||
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||||
|
||||
void mem_init(void);
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