C/C++编程：zlib手册翻译

Dear 丶 2022-09-05 06:00 336阅读 0赞

# 版本 #

#define ZLIB_VERSION "1.2.11"
    #define ZLIB_VERNUM 0x12b0

> 测试

#include <stdio.h>
    #include <zlib.h>
    
    
    int main(void)
    {
        
        printf("ZLIB_VERSION = %s\n", ZLIB_VERSION);
        printf("ZLIB_VERNUM = %d", ZLIB_VERNUM);
        return 0;
    }

# 介绍 #

zlib压缩库提供内存中的压缩和解压算法，包括未压缩数据的完整性检查。这个版本的库只支持一种压缩方法 (deflation)，但是以后会添加其他方法，并具有相同的流接口。

如果缓冲区足够大(例如，如果输入文件是mmap)，压缩可以在单个步骤中完成，也可以通过重复调用压缩函数来完成。在后一种情况下，应用程序必须在每次调用之前提供更多的输入/提供更多的输出空间。

内存函数默认使用的压缩数据格式是zlib格式，这是RFC 1950中记录的一个zlib包装器，围绕着一个deflate流，这个deflate流本身也记录在RFC 1951中。

该库还支持读写gzip (.gz)格式的文件，其接口类似于使用以"gz"开头的函数的stdio。gzip格式与zlib格式不同。gzip是一个gzip包装器，在RFC 1952中记录，围绕一个deflate流。

这个库也可以在内存中读写gzip和raw deflate流。

zlib格式被设计为紧凑和快速，以便在内存和通信信道上使用。gzip格式是为文件系统上的单文件压缩而设计的，它有一个比zlib更大的头文件来维护目录信息，并且使用一种不同的，比zlib更慢的检查方法。

库不安装任何信号处理程序。解码器会检查压缩数据的一致性，因此即使在输入损坏的情况下，库也不会崩溃。

# 流数据结构 #

typedef voidpf (*alloc_func) OF((voidpf opaque, uInt items, uInt size));
    typedef void   (*free_func)  OF((voidpf opaque, voidpf address));
    
    struct internal_state;
    
    typedef struct z_stream_s {
        
        z_const Bytef *next_in;     /* 下一个输入字节 */
        uInt     avail_in;  /* 可用的字节数 */
        uLong    total_in;  /* 到目前为止读取的输入字节总数 */
    
        Bytef    *next_out; /* 下一个输出字节将放在这里 */
        uInt     avail_out; /* next_out 剩余可用空间 */
        uLong    total_out; /*  到目前为止输出的总字节数 */
    
        z_const char *msg;  /*  最后一条错误信息，如果没有错误则为 NULL */
        struct internal_state FAR *state; /* 应用程序不可见 */
    
        alloc_func zalloc;  /* 用于分配内部状态 */
        free_func  zfree;   /* 用于释放内部状态 */
        voidpf     opaque;  /* 传递给 zalloc 和 zfree 的私有数据对象 */
    
        int     data_type;  /* best guess about the data type: binary or text
                               for deflate, or the decoding state for inflate */
        uLong   adler;      /* 未压缩数据的 Adler-32 或 CRC-32 值 */
        uLong   reserved;   /* 留作将来使用 */
    } z_stream;
    
    typedef z_stream FAR *z_streamp;

传入和传出zlib例程的gzip头信息。有关这些字段含义的更多详细信息，请参阅 RFC 1952。

typedef struct gz_header_s {
        
        int     text;       /* 如果压缩数据被认为是文本，则为真 */
        uLong   time;       /* 修改时间 */
        int     xflags;     /* 额外的标志（在编写 gzip 文件时不使用） */
        int     os;         /* 操作系统 */
        Bytef   *extra;     /* 指向额外字段的指针，如果没有，则指向Z_NULL */
        uInt    extra_len;  /* 额外的字段长度(如果extra != Z_NULL), 则有效 */
        uInt    extra_max;  /* 额外的空格(仅在读取header时) */
        Bytef   *name;      /* 指向以零结尾的文件名或Z_NULL的指针 */
        uInt    name_max;   /* 名称处的空格（仅在读取header时） */
        Bytef   *comment;   /* 指向以零结尾的注释或Z_NULL的指针 */
        uInt    comm_max;   /* 注释处的空格（仅在读取header时） */
        int     hcrc;       /* 如果存在或将存在标头crc，则为true */
        int     done;       /* 当读取gzip头完成时为true（写入gzip文件时不使用） */
    } gz_header;
    
    typedef gz_header FAR *gz_headerp;

# 结构的使用 #

*  当avail\_ in降为零时，应用程序必须更新next\_ in和avail\_ in。
 *  当avail\_ out降为0时，应用程序必须更新next\_ out和avail\_ out。
 *  应用程序必须在调用init函数之前初始化zalloc、zfree和opaque。

> 应用程序提供的`opaque`值将作为调用zalloc和zfree的第一个参数传递。这对于自定义内存管理非常有用。压缩库对opaque值没有附加任何意义。

*  所有其他字段由压缩库设置，不得由应用程序更新。

--------------------

*  如果没有足够的内存存放对象，zalloc必须返回Z\_ NULL。
 *  如果在多线程应用程序中使用zlib，那么zalloc和zfree必须是线程安全的。在这种情况下，zlib是线程安全的。
 *  当zalloc和zfree在进入初始化函数时为Z\_ NULL时，它们被设置为使用标准库函数malloc()和free()的内部例程。
 *  在16位系统上，函数zalloc和zfree必须能够精确地分配65536字节，但如果定义了符号MAXSEG\_ 64K(参见zconf.h)，则不需要分配更多的字节。

> 警告:
> 
>  *  在MSDOS上，zalloc返回的对象正好65536字节的指针必须将偏移量归零。
>  *  这个库提供的默认分配函数确保了这一点(请参阅zutil.c)。
>  *  为了减少内存需求并避免任何64K对象的分配，以牺牲压缩比为代价，使用- dmax\_wbits =14(参见zconf.h)编译库。

--------------------

*  字段total\_ in和total\_ out可用于统计或进度报告。
 *  压缩后，total\_ in保存了未压缩数据的总大小，可以保存下来供解压缩程序使用(特别是当解压缩程序想要在一个步骤中解压缩所有数据时)。

# 常数 #

允许`flush`值，具体参见下面的`deflate()`和`inflate()`：

#define Z_NO_FLUSH      0
    #define Z_PARTIAL_FLUSH 1
    #define Z_SYNC_FLUSH    2
    #define Z_FULL_FLUSH    3
    #define Z_FINISH        4
    #define Z_BLOCK         5
    #define Z_TREES         6

压缩/解压缩函数的返回代码。负值是错误，正值用于特殊但正常的事件：

#define Z_OK 0
    #define Z_STREAM_END 1
    #define Z_NEED_DICT 2
    #define Z_ERRNO (-1)
    #define Z_STREAM_ERROR (-2)
    #define Z_DATA_ERROR (-3)
    #define Z_MEM_ERROR (-4)
    #define Z_BUF_ERROR (-5)
    #define Z_VERSION_ERROR (-6)

压缩级别：

#define Z_NO_COMPRESSION 0
    #define Z_BEST_SPEED 1
    #define Z_BEST_COMPRESSION 9
    #define Z_DEFAULT_COMPRESSION (-1)

压缩策略——详见下面的deflateInit2()：

#define Z_FILTERED 1
    #define Z_HUFFMAN_ONLY 2
    #define Z_RLE 3
    #define Z_FIXED 4
    #define Z_DEFAULT_STRATEGY 0

deflate() 的data\_type字段的可能值：

#define Z_BINARY 0
    #define Z_TEXT 1
    #define Z_ASCII Z_TEXT /* 与 1.2.2 及更早版本兼容 */
    #define Z_UNKNOWN 2

deflate 的压缩方法（在此版本支持的唯一一个）：

#define Z_DEFLATED 8

用于初始化zalloc、zfree、opaque：

#define Z_NULL 0

与版本 < 1.0.2 兼容：

#define zlib_version zlibVersion()

# 基本功能 #

ZEXTERN const char * ZEXPORT zlibVersion OF((void));

*  应用程序可以比较zlibVersion和ZLIB\_VERSION的一致性。
 *  如果第一个字符不同，则实际使用的库代码与应用程序使用的zlib.h头文件不兼容。
 *  此检查由deflateInit和inflateInit自动进行。

ZEXTERN int ZEXPORT deflateInit OF((z_streamp strm, int level));

*  初始化用于压缩的内部流状态。
    
     *  字段 zalloc、zfree和opaque必须在调用deflateInit 之前初始化。
     *  如果zalloc和zfree设置为Z\_NULL，deflateInit更新它们以使用默认分配函数。
 *  压缩级别必须为Z\_DEFAULT\_COMPRESSION，或介于 0 和 9 之间：
    
     *  1 表示最佳速度，9 表示最佳压缩，0 表示根本不压缩（输入数据一次只复制一个块）
     *  Z\_DEFAULT\_COMPRESSION请求速度和压缩之间的默认折衷（当前相当于级别 6）。
 *  如果成功，deflateInit将返回Z\_OK；
    
     *  如果内存不足，则返回Z\_MEM\_ERROR；
     *  如果级别不是有效的压缩级别，则返回Z\_STREAM\_ERROR；
     *  如果zlib库版本（zlib\_Uversion）与调用方假定的版本（zlib\_Uversion）不兼容，则返回Z\_ VERSION\_ ERROR。
     *  如果没有错误消息，则msg设置为null。
 *  deflateInit不执行任何压缩：这将由deflate（）完成。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3poaXpoZW5nZ3Vhbg_size_16_color_FFFFFF_t_70]

ZEXTERN int ZEXPORT deflate OF((z_streamp strm, int flush));

*  deflate压缩尽可能多的数据，并在输入缓冲区变空或输出缓冲区变满时停止。它可能会引入一些输出延迟（读取输入而不产生任何输出），强制刷新时除外。
 *  详细的语义如下所示。deflate执行以下一个或两个操作：
    
     *  从next\_in开始压缩更多输入并相应地更新next\_in和avail\_in 。如果不能处理所有输入（因为输出缓冲区中没有足够的空间），则会更新next\_in和Avail\_in并且此时将继续处理以供下一次调用deflate()
     *  从next\_out开始生成更多输出，并相应地更新next\_out和avail\_out 。如果参数flush不为零，则强制执行此操作。强制刷新经常会降低压缩率，因此仅在必要时才设置此参数。即使flush为零，也可能提供一些输出

--------------------

*  在调用deflate()之前，应用程序应该通过提供更多的输入和/或消费更多的输出，并相应地更新avail\_ in或avail\_out，确保至少有一个操作是可能的;
 *  在调用之前，avail\_out不应该为零。
 *  应用程序可以在需要的时候使用压缩的输出，例如当输出缓冲区已满时(avail\_out == 0)，或者在每次调用deflate()之后。
 *  如果deflate返回Z\_OK并且avail\_out为零，则必须在缓冲区腾出空间后再次调用它，因为可能会有更多的输出挂起。请参阅deflatePending()，如果需要，可以使用它来确定在这种情况下是否有更多输出。

--------------------

*  通常，flush参数设置为Z\_NO\_FLUSH，这允许deflate决定在产生输出之前累积多少数据，以最大化压缩。

# 高级功能 #

以下功能仅在某些特殊应用中需要。

ZEXTERN int ZEXPORT deflateInit2 OF((z_streamp strm,
                                         int  level,
                                         int  method,
                                         int  windowBits,
                                         int  memLevel,
                                         int  strategy));

*  这是带有更多压缩选项的另一个版本的deflateInit。调用者必须先初始化next\_ in、zalloc、zfree和opaque字段。
 *  method参数为压缩方法。在这个版本的库中，它必须是Z\_ DEFLATED。
 *  windowBits 参数参数是窗口大小（历史缓冲区大小）的以二为底的对数。
    
     *  对于这个版本的库，它应该在8到15之间。
     *  此参数的值越大，压缩效果越好，但会牺牲内存使用率。
     *  如果改用deflateInit，则默认值为15。
 *  memLevel参数指定应该为内部压缩状态分配多少内存。
    
     *  memLevel=1使用最小内存，但速度较慢，并降低了压缩比;
     *  memLevel=9使用最大内存以获得最佳速度。
     *  缺省值为8。
     *  关于windowBits和memLevel的总内存使用量，请参阅zconf.h。
 *  strategy 参数用于优化压缩算法
    
     *  使用值Z\_ DEFAULT\_ STRATEGY用于普通数据
     *  使用值Z\_ FILTERED用于过滤器(或预测器)产生的数据
     *  使用值Z\_ HUFFMAN\_ ONLY强制霍夫曼编码(没有字符串匹配)
     *  Z\_ RLE限制匹配距离为一个(行程长度编码)
 *  如果成功，deflateInit2将返回Z\_OK；
    
     *  如果内存不足，则返回Z\_MEM\_ERROR；
     *  如果参数无效（例如无效方法），则返回Z\_STREAM\_ERROR；
     *  如果zlib库版本（zlib\_版本）与调用方假定的版本（zlib\_版本）不兼容，则返回Z\_VERSION\_ERROR。
     *  如果没有错误消息，则msg设置为null。
     *  deflateInit2不执行任何压缩：这将由deflate（）完成。

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