consteval-huffman：编译时字符串压缩，节省程序空间-优快云博客

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consteval-huffman：编译时字符串压缩，节省程序空间

consteval-huffman Compile-time Huffman coding compression using C++20 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/co/consteval-huffman

项目介绍

consteval-huffman 是一个基于 C++20 的工具，它能够在编译时对字符串字面量进行压缩，以节省程序的空间。压缩后的数据可以在运行时通过解码器进行解压缩，解码器遵循 std::forward_iterator 接口。这种压缩技术利用了霍夫曼编码（Huffman coding），为频繁出现的字符创建较短的编码（以位为单位），从而在数据量较大且取值范围有限的情况下（例如书面文本）实现有效的压缩。

项目技术分析

consteval-huffman 的核心是霍夫曼编码算法。霍夫曼编码是一种基于字符频率的压缩算法，它通过为频率高的字符分配较短的编码，而为频率低的字符分配较长的编码来实现数据压缩。这种算法特别适合于具有明显字符频率分布不均的文本数据。

在 C++20 中，consteval 关键字允许在编译时执行某些函数，确保函数的执行只发生在编译阶段。这使得 consteval-huffman 可以在编译时对字符串进行压缩，从而在程序运行时减少内存占用。

技术要求

需要一个支持 C++20 的编译器。consteval-huffman 已在 gcc 10.1 及更高版本上验证通过，但在 clang 上尚未实现兼容。
使用 _huffman 后缀来指示需要进行压缩的字符串。

项目及技术应用场景

1. 文本配置

假设有一个大约 3.5 kB 的 JSON 字符串，使用 consteval-huffman 可以将其压缩到大约 2.5 kB。这种压缩对于需要存储大量文本配置信息的程序来说非常有用，可以显著减少程序的内存占用。

2. 脚本

对于一个包含大约 40 行注释的 Lisp 示例代码，consteval-huffman 可以将其从 1,662 字节压缩到 1,251 字节，节省了 412 字节的空间。这对于嵌入式系统或者需要优化资源使用的应用来说至关重要。

3. 数字字符串

对于由数字 1 到 100 组成，并用空格分隔的字符串，consteval-huffman 可以将其压缩到原始大小的 64%。这种压缩对于包含大量重复数字或特定模式的数据同样有效。

项目特点

编译时压缩：consteval-huffman 利用 C++20 的 consteval 关键字，在编译时对字符串进行压缩，减少程序运行时的内存占用。
解压缩迭代器：压缩后的数据可以通过 std::forward_iterator 接口的迭代器进行解压缩，使用起来非常方便。
自动选择压缩：如果压缩后的数据大小没有减少，consteval-huffman 会自动选择不压缩，确保数据大小不会增加。
兼容性：项目已在 gcc 10.1 及更高版本上验证通过，为开发者提供了稳定的编译环境。
简单易用：通过简单的 _huffman 后缀和迭代器接口，consteval-huffman 让开发者能够轻松集成和使用。