java - 节省空间的长表示

Question

我想在 Java 中获取一个 long 值，并将其转换为字节数组。

但是，我希望小值的表示形式较小，因此如果值小于 127，则可能只需要一个字节。

编码和解码算法应该非常高效。

我确信这已经完成，但我找不到任何示例代码，有人有任何指示吗？

Answer 1

您可以使用停止位编码，例如

public static void writeLong(OutputStream out, long value) throws IOException {
   while(value < 0 || value > 127) {
        out.write((byte) (0x80 | (value & 0x7F)));
        value = value >>> 7;
   }
   out.write((byte) value);
}

public static long readLong(InputStream in) throws IOException {
   int shift = 0;
   long b;
   long value = 0;
   while((b = in.read()) >= 0) {
      value += (b & 0x7f) << shift;
      shift += 7;
      if ((b & 0x80) == 0) return value;
   }
   throw new EOFException();
}

这是一种快速的压缩形式，但所有压缩都是有代价的。 (但是，如果您的带宽有限，传输速度可能会更快并且值得)

顺便说一句:值 0 到 127 使用一个字节。您也可以对 short 和 int 值使用相同的例程。

编辑:在此之后您仍然可以使用通用压缩，并且它可以比不使用它更小。

public static void main(String... args) throws IOException {
    long[] sequence = new long[1024];
    Random rand = new Random(1);
    for (int i = 0; i < sequence.length; i+=2) {
        sequence[i] = (long) Math.pow(2, rand.nextDouble() * rand.nextDouble() * 61);
        // some pattern.
        sequence[i+1] = sequence[i] / 2;
    }
    testDeflator(sequence);
    testStopBit(sequence);
    testStopBitDeflator(sequence);
}

private static void testDeflator(long[] sequence) throws IOException {
    ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
    DataOutputStream dos = new DataOutputStream(new DeflaterOutputStream(baos));
    for (long l : sequence)
        dos.writeLong(l);
    dos.close();
    System.out.println("Deflator used " + baos.toByteArray().length);
}


private static void testStopBit(long[] sequence) throws IOException {
    ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
    for (long l : sequence)
        writeLong(baos, l);
    baos.close();
    System.out.println("Stop bit used " + baos.toByteArray().length);
}

private static void testStopBitDeflator(long[] sequence) throws IOException {
    ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
    DataOutputStream dos = new DataOutputStream(new DeflaterOutputStream(baos));
    for (long l : sequence)
        writeLong(dos, l);
    dos.close();
    System.out.println("Stop bit & Deflator used " + baos.toByteArray().length);
}

public static void writeLong(OutputStream out, long value) throws IOException {
    while (value < 0 || value > 127) {
        out.write((byte) (0x80 | (value & 0x7F)));
        value = value >>> 7;
    }
    out.write((byte) value);
}

打印

Deflator used 3492
Stop bit used 2724
Stop bit & Deflator used 2615

最有效的方法很大程度上取决于您发送的数据。例如如果您的数据确实是随机的，那么您使用的任何压缩技术只会使数据变得更大。

Deflator 是 GZip 输出的精简版本(减去 header 和 CRC32)