MySQL と C++ を使用して簡単なファイル圧縮関数を開発する方法

MySQL と C を使用して単純なファイル圧縮関数を開発する方法

はじめに:
現代の科学技術の発展の文脈において、ファイル圧縮はそして解凍技術は非常に重要な機能となっています。ファイルを圧縮すると、ファイル サイズが小さくなり、ストレージ容量と送信帯域幅を節約できます。この記事では、MySQL と C を使用して単純なファイル圧縮関数を開発する方法を紹介し、読者が圧縮アルゴリズムの基本原理を理解できるようにし、具体的なコード例を示します。

1. 圧縮アルゴリズムの基本原則
ほとんどのファイル圧縮アルゴリズムの基本的な考え方は、繰り返しパターンを使用するか、データを表すために使用するビット数を減らしてファイル サイズを削減することです。一般的な圧縮アルゴリズムには、ハフマン符号化、LZW 符号化などが含まれます。この記事では、ハフマン符号化アルゴリズムを使用してファイルを圧縮します。

ハフマン符号化は、頻度の高い文字には短い符号語を割り当て、頻度の低い文字には長い符号語を割り当てる可変長符号化であり、これにより符号化全体の平均符号長が最小化されます。このアルゴリズムは、ハフマン ツリーの構築とハフマン コードの生成という 2 つの主要なステップに分かれています。

2. MySQL に圧縮データを保存する方法
圧縮データの保存と取得を容易にするために、MySQL の BLOB (Binary Large Object) データ型を使用して圧縮ファイルを保存できます。 BLOB 型ではバイナリ データを格納でき、最大長を指定できます。以下は、圧縮データを保存するデータ テーブルの作成例です:

CREATE TABLE crash_files (

id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
filename VARCHAR(255),
compressed_data BLOB,
original_size INT,
compressed_size INT

);

3. C はファイル圧縮関数を実装します
ハフマンコーディングは比較的複雑なアルゴリズムであるため、ここではオープンソースのハフマンコーディングライブラリを使用してファイル圧縮を実装します。

まず、zlib (https://www.zlib.net/) などの C ライブラリをインストールする必要があります。インストールが完了したら、zlib ライブラリが提供する関数を使用してファイルを圧縮および解凍できるようになります。

次は、ファイルを圧縮し、圧縮されたデータを MySQL データベースに保存するための簡単なコード例です。

include

include

include

include

void compressFile(const char ファイル名, const char 圧縮ファイル名) {

std::ifstream inputFile(filename, std::ios::binary);
std::ofstream compressedFile(compressedFilename, std::ios::binary);

if (!inputFile || !compressedFile) {
    std::cerr << "Failed to open file." << std::endl;
    return;
}

z_stream stream;
stream.zalloc = Z_NULL;
stream.zfree = Z_NULL;
stream.opaque = Z_NULL;
stream.avail_in = 0;
stream.next_in = Z_NULL;

if (deflateInit(&stream, Z_DEFAULT_COMPRESSION) != Z_OK) {
    std::cerr << "Failed to initialize deflate." << std::endl;
    return;
}

const int bufferSize = 1024 * 1024;
unsigned char inBuffer[bufferSize];
unsigned char outBuffer[bufferSize];

while (!inputFile.eof()) {
    inputFile.read(reinterpret_cast<char*>(inBuffer), bufferSize);
    stream.avail_in = inputFile.gcount();
    stream.next_in = inBuffer;

    do {
        stream.avail_out = bufferSize;
        stream.next_out = outBuffer;

        if (deflate(&stream, Z_FINISH) == Z_STREAM_ERROR) {
            std::cerr << "Failed to deflate." << std::endl;
            return;
        }

        compressedFile.write(reinterpret_cast<const char*>(outBuffer),
                             bufferSize - stream.avail_out);
    } while (stream.avail_out == 0);
}

deflateEnd(&stream);
inputFile.close();
compressedFile.close();

}

void saveCompressedDataToMySQL(const char* 圧縮ファイル名,

                           const char* mysqlHost,
                           const char* mysqlUser,
                           const char* mysqlPassword,
                           const char* mysqlDatabase) {
MYSQL* mysql = mysql_init(NULL);

if (!mysql_real_connect(mysql, mysqlHost, mysqlUser, mysqlPassword, mysqlDatabase, 0, NULL, 0)) {
    std::cerr << "Failed to connect to MySQL database." << std::endl;
    return;
}

std::ifstream compressedFile(compressedFilename, std::ios::binary);

if (!compressedFile) {
    std::cerr << "Failed to open file." << std::endl;
    return;
}

compressedFile.seekg(0, std::ifstream::end);
int compressedSize = compressedFile.tellg();
compressedFile.seekg(0, std::ifstream::beg);

char* compressedData = new char[compressedSize];
compressedFile.read(compressedData, compressedSize);

std::string insertQuery = "INSERT INTO compressed_files (filename, compressed_data, original_size, compressed_size) VALUES (?, ?, ?, ?)";
MYSQL_STMT* stmt = mysql_stmt_init(mysql);

if (mysql_stmt_prepare(stmt, insertQuery.c_str(), insertQuery.size()) != 0) {
    std::cerr << "Failed to prepare insert statement." << std::endl;
    delete[] compressedData;
    return;
}

MYSQL_BIND params[4];
memset(params, 0, sizeof(params));

// filename
std::string filename = "example.txt";
params[0].buffer_type = MYSQL_TYPE_VAR_STRING;
params[0].buffer = (char*)filename.c_str();
params[0].length = filename.size();

// compressed_data
params[1].buffer_type = MYSQL_TYPE_BLOB;
params[1].buffer = compressedData;
params[1].buffer_length = compressedSize;

// original_size
params[2].buffer_type = MYSQL_TYPE_LONG;
params[2].buffer = &originalSize;
params[2].is_unsigned = true;

// compressed_size
params[3].buffer_type = MYSQL_TYPE_LONG;
params[3].buffer = &compressedSize;
params[3].is_unsigned = true;

if (mysql_stmt_bind_param(stmt, params) != 0) {
    std::cerr << "Failed to bind parameters." << std::endl;
    delete[] compressedData;
    return;
}

if (mysql_stmt_execute(stmt) != 0) {
    std::cerr << "Failed to execute insert statement." << std::endl;
    delete[] compressedData;
    return;
}

mysql_stmt_close(stmt);
mysql_close(mysql);
compressedFile.close();
delete[] compressedData;

}

int main() {

const char* filename = "example.txt";
const char* compressedFilename = "example_compressed.bin";
const char* mysqlHost = "localhost";
const char* mysqlUser = "root";
const char* mysqlPassword = "password";
const char* mysqlDatabase = "test";

compressFile(filename, compressedFilename);
saveCompressedDataToMySQL(compressedFilename, mysqlHost, mysqlUser, mysqlPassword, mysqlDatabase);

return 0;

}

4. まとめ
この記事では、MySQL と C を使用して簡単なファイル圧縮関数を開発する方法を紹介します。ハフマン符号化アルゴリズムと zlib ライブラリを使用することで、ファイル圧縮を迅速に実現できます。圧縮データを MySQL データベースに保存します。この記事が、読者がファイル圧縮の基本原理と実装方法を理解するのに役立つことを願っています。

以上がMySQL と C++ を使用して簡単なファイル圧縮関数を開発する方法の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。