Python工具箱系列(三十九)

使用zlib对数据进行压缩

现实世界中，大量存在着对数据压缩的需求。为此，python内置了zlib压缩库，可以方便的对任意对象进行压缩。

下述代码演示了对字符串进行压缩：

import zlib

# 压缩一段中文
originstr = '神龟虽寿，犹有竟时；腾蛇乘雾，终为土灰。老骥伏枥，志在千里；烈士暮年，壮心不已。盈缩之期，不但在天；养怡之福，可得永年。幸甚至哉，歌以咏志。'
print(len(originstr))
str_compression = zlib.compress(originstr.encode('utf-8'), level=8)
print(len(str_compression))
print(str_compression)
decompress_str = zlib.decompress(str_compression)
print(decompress_str)
print(decompress_str.decode('utf-8')) 

# 压缩一段英文
originstr = 'The World Health Organization officially declared on Saturday that the current multi-country monkeypox outbreak outside of the traditional endemic areas in Africa has already turned into a public health emergency of international concern (PHEIC).'
print(len(originstr))
str_compression = zlib.compress(originstr.encode('utf-8'), level=8)
print(len(str_compression))
print(str_compression)
decompress_str = zlib.decompress(str_compression)
print(decompress_str)
print(decompress_str.decode('utf-8'))

运行上述代码后，会发现压缩并不一定会减少字节数，压缩的效率取决于压缩内容中的冗余程度。对于第一句的中文压缩后反而增加了字节数。但第二段英文则有明显的压缩比(246/180)。此外，在压缩时不指定level则使用缺省的压缩级别（大约是6），是一个在速度与压缩比间的平衡值。

level的设定如下：

• level=0，效果是不压缩。

• level=1,速度最快

• level=9,速度最慢，压缩比最高

• level=-1，缺省值
  压缩一个文件的操作类似，示例代码如下：

import zlib

def compress(inputfile,outputfile):
    with open(inputfile,'rb') as input:
        with open(outputfile,'wb') as output:
            data = input.read()
            compressdata = zlib.compress(data)
            output.write(compressdata)

def decompress(inputfile,outputfile):
   with open(inputfile,'rb') as input:
        with open(outputfile,'wb') as output:
            data = input.read()
            compressdata = zlib.decompress(data)
            output.write(compressdata)

compress(r'd:\dev\sensor.dat',r'd:\dev\sensor.zlib')
decompress(r'd:\dev\sensor.zlib',r'd:\dev\sensor_d.dat')

使用vscode的hex editor可以打开三个文件如下图所示：

首先源文件与压缩解压后的文件完全一样。其次，压缩后的文件确实小多了。最后可以看出，从某种意义上来说，压缩也相当于加密。