重新审视数组:探索数据结构的多样应用场景
1. 高效压缩字节数组
数组不仅是简单地存储数据的容器,它们在各种复杂的应用中扮演着重要角色。本章将探讨数组在不同场景下的应用,从数据压缩到图形绘制,再到模拟复杂的编程概念。首先,我们来看看如何使用LZ77算法高效压缩字节数组。
LZ77算法是一种经典的无损压缩算法,广泛应用于ZIP、Gzip等压缩工具中。其核心思想是通过识别重复模式并在压缩数据中用较短的引用代替这些模式,从而减少数据量。具体步骤如下:
- 初始化 :设定一个窗口大小
window-size
,用于保存最近处理过的数据。 - 查找模式 :在当前窗口中查找与前瞻区(look-ahead)中相同的最大子串。
- 替换模式 :用距离和长度表示该模式,并将其替换为对应的引用。
- 更新状态 :更新窗口和前瞻区,继续处理剩余的数据。
以下是LZ77压缩的具体实现:
(defn LZ77-STEP [window look-ahead]
(let [longest (longest-ma