zlib库安装与使用

快来打我* 2022-07-15 02:20 1351阅读 0赞

# 1. zlib简介 #

zlib 适用于数据压缩的函式库，由[Jean-loup Gailly][] （负责compression）和 [Mark Adler][] （负责decompression）开发。　  
　　zlib被设计成一个免费的、通用的、法律上不受阻碍（即没有被任何专利覆盖） 的无损数据压缩库。zlib几乎适用于任何计算器硬件和操作系统。  
　　zlib本身的数据格式可以进行跨平台的移植。 与在Unix上适用的LZW压缩方法 以及 GIF 图像压缩不同， zlib中适用的压缩方法从不对数据进行拓展。（LZW在极端情况下会导致文件大小变为原来的两倍、甚至三倍）。zlib的内存占用也是独立于输入数据的，并且在必要的情况下可以适当减少部分内存占用。

# 2. zlib的安装 #

首先， 下载zlib， 当前最新的 版本应该是1.2.8. 并解压

windeal@ubuntu:opensource$ wget https://sourceforge.net/projects/libpng/files/zlib/1.2.8/zlib-1.2.8.tar.gz/download -o zlib-1.2.8.tar.gz
    windeal@ubuntu:opensource$ tar zvfx zlib-1.2.8.tar.gz

进入zlib目录，执行以下命令安装zlib

windeal@ubuntu:zlib-1.2.8$ ./configure
    windeal@ubuntu:zlib-1.2.8$ make 
    windeal@ubuntu:zlib-1.2.8$ make check
    windeal@ubuntu:zlib-1.2.8$ sudo make install

在`make install`这一步，由于要把zlib安装到`/usr/local/lib` 路径下，所以可能需要`root` 权限。  
安装成功后，可以在`/usr/local/lib`下找到 `libz.a`。

libz.a是一个静态库，为了使用zlib的接口，我们必须在连接我们的程序时，libz.a链接进来。  
只需在 链接命令后加`-lz /usr/llocal/lib/libz.a` 即可。

举个例子， 我们有一个使用zlib库的应用程序, 源文件只有一个：`zpipe.c`， 里面调用了zlib的接口，这时执行以下命令编译既可：

windeal@ubuntu:examples$ gcc -o zpipe.o -c zpipe.c
    windeal@ubuntu:examples$ gcc -o zpipe zpipe.o -lz /usr/local/lib/libz.a

zlib 提供了一系列用于压缩和解压的函数接口， 具体的含义可以参考[zlib manual][]

# 3. zlib的使用 #

zlib 在 examples 路径下提供了许多使用zlib的例子：

windeal@ubuntu:examples$ ls
    enough.c  fitblk.c  gun.c  gzappend.c  gzjoin.c  gzlog.c  gzlog.h  README.examples  zlib_how.html  zpipe.c  zran.c
    windeal@ubuntu:examples$

在`README.examples` 有介绍各个example的作用。  
这些例子已经大概说明了zlib的基本用法。

\#\#3.1 compress 与 uncompress  
`compress`和`uncompress`是zlib最基本的两个函数了。他们分别用于压缩和解压数据。 原型如下：

ZEXTERN int ZEXPORT compress OF((Bytef *dest, uLongf *destLen,
                                     const Bytef *source, uLong sourceLen));
    ZEXTERN int ZEXPORT uncompress OF((Bytef *dest, uLongf *destLen,
                                       const Bytef *source, uLong sourceLen));

参数类型`Bytef`表示字节流，它与字符串有所不同，字节流没有结束符，因而需要配备长度信息，处理字符串的时候需要把结束符也当成一个普通的字节。 而`uLongf`则用于指明长度信息了， 其实相当于`unsigned long`。

看下面的例子：

#include <stdlib.h>
    #include <stdio.h>
    #include <string.h>
     
    #include <zlib.h>
     
     
    int main(int argc, char *argv[])
    { 
        char inbuf[] = "Hello, This is a demo for compress and uncompress interface!\n"
                     "Written by windeal.li\n"
                     "email: 2378264731@qq.com\n";
        uLong inlen = sizeof(inbuf);
        char *outbuf = NULL;
        uLong outlen;
     
        outlen = compressBound(inlen);
        printf("in_len: %ld\n", inlen);
        printf("out_len: %ld\n", outlen);
     
        if ((outbuf = (char *)malloc(sizeof(char) * outlen)) == NULL){
            fprintf(stderr, "Failed to malloc memory for outbuf!\n");
            return -1;
        }
     
        /* compress */
        if (compress(outbuf, &outlen, inbuf, inlen) != Z_OK) {
            fprintf(stderr, "Compress failed!\n");
            return -1;
        }
        printf("Compress Sucess!\n");
        printf("\routlen:%ld, outbuf:%s\n", outlen, outbuf);
      
        memset(inbuf, 0, sizeof(inbuf));
        /* Uncompress */
        if (uncompress(inbuf, &inlen, outbuf, outlen) != Z_OK){
            fprintf(stderr, "Uncompress failed!\n");
            return -1;
        }
        printf("Uncompress Success!\n");
        printf("\rinlen:%ld, inbuf:%s\n", inlen, inbuf);
     
        /* free memory */
        if (outbuf != NULL){
            free(outbuf);
            outbuf = NULL;
        }
     
        return 0;
    }

# 3.2 infate、deflate、z\_stream介绍 #

这里`infate` 和`defate` 其实是指两组函数

*  `deflateInit() + deflate() + deflateEnd()`用于完成流的压缩
 *  `inflateInit() + inflate() + inflateEnd()`用于完成解压缩功能

`z_stream`是上面两组函数中用到的，用来表示流的数据结构。

typedef struct z_stream_s {
        z_const Bytef *next_in;     /* next input byte */
        uInt     avail_in;  /* number of bytes available at next_in */
        uLong    total_in;  /* total number of input bytes read so far */
     
        Bytef    *next_out; /* next output byte should be put there */
        uInt     avail_out; /* remaining free space at next_out */
        uLong    total_out; /* total number of bytes output so far */
     
        z_const char *msg;  /* last error message, NULL if no error */
        struct internal_state FAR *state; /* not visible by applications */
     
        alloc_func zalloc;  /* used to allocate the internal state */
        free_func  zfree;   /* used to free the internal state */
        voidpf     opaque;  /* private data object passed to zalloc and zfree */
     
        int     data_type;  /* best guess about the data type: binary or text */
        uLong   adler;      /* adler32 value of the uncompressed data */
        uLong   reserved;   /* reserved for future use */
    } z_stream;

看下两组函数的原型：

int deflateInit (z_streamp strm, int level);  //初始化压缩状态，关联相关的z_stream数据结构和压缩比例
    int deflate (z_streamp strm, int flush);   //压缩数据,  flush表示以何种方式将压缩的数据写到缓冲区中。
    int deflateEnd (z_streamp strm);    //压缩结束
    int inflateInit (z_streamp strm);        
    int inflate (z_streamp strm, int flush);
    int inflateEnd (z_streamp strm);

关于这两组函数的具体使用， examples目录下有几个具体的例子（如`zpipe.c`），可以直接参考。

[Jean-loup Gailly]: http://gailly.net/
[Mark Adler]: http://en.wikipedia.org/wiki/Mark_Adler
[zlib manual]: http://www.zlib.net/manual.html