压缩原理其实很简单,就是找出那些重复出现的字符串,然后用更短的符号代替,从而达到缩短字符串的目的。比如,有一篇文章大量使用"中华人民共和国"这个词语,我们用"中国"代替,就缩短了5个字符,如果用"华"代替,就缩短了6个字符。事实上,只要保证对应关系,可以用任意字符代替那些重复出现的字符串。
本质上,所谓"压缩"就是找出文件内容的概率分布,将那些出现概率高的部分代替成更短的形式。所以,内容越是重复的文件,就可以压缩地越小。比如,"ABABABABABABAB"可以压缩成"7AB"。
相应地,如果内容毫无重复,就很难压缩。极端情况就是,遇到那些均匀分布的随机字符串,往往连一个字符都压缩不了。比如,任意排列的10个阿拉伯数字(5271839406),就是无法压缩的;再比如,无理数(比如π)也很难压缩。
压缩就是一个消除冗余的过程,相当于用一种更精简的形式,表达相同的内容。可以想象,压缩过一次以后,文件中的重复字符串将大幅减少。好的压缩算法,可以将冗余降到最低,以至于再也没有办法进一步压缩。所以,压缩已经压缩过的文件(递归压缩),通常是没有意义的。
(摘自数据压缩与信息熵 by 阮一峰 2014)
- HUFFMAN 编码压缩算法 by 陈皓 2012