LZ77算法理论

**LZ77算法理论**

LZ77（Lempel-Ziv77）是一种常见的数据压缩算法，用于减少大型文本文件的大小。该算法由Jacob Ziv和Abraham Lempel于1977年提出，它通过对输入数据进行预处理和编码来实现压缩。

**LZ77算法流程**

1. **滑动窗口**: LZ77算法使用一个滑动窗口（sliding window）来扫描输入数据。该窗口包含当前位置的字符以及前几个字符。
2. **匹配查找**: 在滑动窗口中，算法尝试找到一个匹配的子串，这个子串是从当前位置开始的，并且长度至少为3 个字符。如果找到匹配，则记录该匹配的起始位置和长度。
3. **编码**: 如果没有找到匹配，则将当前位置的字符作为一个单独符号进行编码。否则，将匹配的起始位置和长度作为一个符号进行编码，后面跟着匹配的子串本身。

**LZ77算法示例**

假设输入数据为：

`banana`

滑动窗口从左到右扫描该字符串：

1. `b`
2. `ba`
3. `ban`
4. `bana`
5. `banan`

在第4 个位置时，找到一个匹配的子串 `ban`，长度为3。因此，将编码为 `(4,3)`，后面跟着匹配的子串本身 `ban`。

最终压缩后的结果是：

`(4,3)banan`

**LZ77算法实现**

下面是一个简单的LZ77算法实现（使用Python语言）：

def lz77_compress(data):
 compressed = []
 i =0 while i < len(data):
 # 滑动窗口大小为3 window_size =3 # 尝试找到匹配的子串 for j in range(i, min(i + window_size, len(data))):
 match_len = j - i +1 if data[i:i+match_len] == data[j-match_len+1:j+1]:
 compressed.append((j-match_len+1, match_len))
 i += match_len break # 如果没有找到匹配，则将当前位置的字符作为一个单独符号进行编码 else:
 compressed.append(data[i])
 i +=1 return compressed# 测试数据data = "banana"

# 压缩数据compressed_data = lz77_compress(data)

print(compressed_data)

[(4,3), 'a', 'n']