Como Utilizar a Biblioteca Zlib com C++

Um biblioteca com portabilidade para qualquer sistema operacional.


Como Utilizar a Biblioteca Zlib com C++

zlib é uma biblioteca multiplataforma de compressão de dados escrita por Jean-loup Gailly e Mark Adler como uma generalização do algoritmo DEFLATE usado em seu programa de compressão de dados gzip.

A primeira versão pública, originalmente destinada para uso na biblioteca libpng, foi lançada em 1º de Maio de 1995. zlib é distribuída sob uma licença open-source, a zlib license.

Atualmente, zlib é um padrão de fato para compressão de dados em documentos portáveis. Centenas de aplicações para sistemas operacionais Unix e assemelhados (como o Linux) usam-na e seu uso é crescente em outros sistemas (como o Microsoft Windows e o Palm OS).

Dada a sua elevada portabilidade e aos seus baixos requisitos de memória, zlib também é usada em muitos dispositivos embarcados.

No site oficial da Zlib é possível encontrar toda a documentação de como implementá-la no seu código. No entanto, os exemplos são feitos com Linguagem C e o exemplo básico é feito utilizando stdin e stdout.

Mas nesse caso criei um código em C++ com classes e que você possa utilizá-la sem stdin e stdout, basta invocar da seguinte forma:

Instalação

Antes de mais nada você precisa tê-la(a biblioteca) em seu sistema, muito provavelmente já haverá, mas caso não haja você pode instalar da seguinte forma:

Exemplo de sistemas que usam APT.

sudo apt install zlib1g-dev

Utilização

  • Para COMPACTAR basta rodar o binário gerado e o arquivo que deseja compactar:

    Será gerado o arquivo de extensão .Z(Z maiúsculo)

./zpipe arquivo.txt

Basta verificar no diretório que executou o binário que haverá uma arquivo de nome: arquivo.txt.Z compactado.

  • Para DESCOMPACTAR basta rodar o binário gerado e o arquivo que deseja descompactar de extensão .Z:

    O conteúdo será extraído e gerará o: arquivo.txt

./zpipe -d arquivo.txt.Z

Na verdade eu modifiquei e adaptei esse exemplo que é um minizip e as partes mais importantes estão comentadas, mas é fácil de entender. Organizei em 4 arquivos que são:

zpipe.hpp

#ifndef ZPIPE_H
#define ZPIPE_H
#define SET_BINARY_MODE(file)
#include <iostream>
#include <cstring>
#include <cassert>
#include "zlib.h"

class Zpipe {
  public:
    const long int CHUNK = {16384};
    int def( FILE *, FILE *, int ); // compress
    int inf( FILE *, FILE * ); // decompress
    void zerr( int );
    void usage( char ** );
};
#endif

zpipe.cpp

#include "zpipe.hpp"

int Zpipe::def(FILE *source, FILE *dest, int level){
    int ret, flush;
    unsigned have;
    z_stream strm;
    unsigned char in[CHUNK];
    unsigned char out[CHUNK];

    strm.zalloc = Z_NULL;
    strm.zfree = Z_NULL;
    strm.opaque = Z_NULL;
    ret = deflateInit(&strm, level);
    if (ret != Z_OK)
        return ret;

    do {
        strm.avail_in = fread(in, 1, CHUNK, source);
        if (ferror(source)) {
            (void)deflateEnd(&strm);
            return Z_ERRNO;
        }
        flush = feof(source) ? Z_FINISH : Z_NO_FLUSH;
        strm.next_in = in;

        do {
            strm.avail_out = CHUNK;
            strm.next_out = out;
            ret = deflate(&strm, flush);    /* nenhum valor de retorno com erro */
            assert(ret != Z_STREAM_ERROR);
            have = CHUNK - strm.avail_out;
            if (fwrite(out, 1, have, dest) != have || ferror(dest)) {
                (void)deflateEnd(&strm);
                return Z_ERRNO;
            }
        } while (strm.avail_out == 0);
        assert(strm.avail_in == 0);

    } while (flush != Z_FINISH);
    assert(ret == Z_STREAM_END);

    /* limpar e retornar */
    (void)deflateEnd(&strm);
    return Z_OK;
}

int Zpipe::inf(FILE *source, FILE *dest){
    int ret;
    unsigned have;
    z_stream strm;
    unsigned char in[CHUNK];
    unsigned char out[CHUNK];

    strm.zalloc = Z_NULL;
    strm.zfree = Z_NULL;
    strm.opaque = Z_NULL;
    strm.avail_in = 0;
    strm.next_in = Z_NULL;
    ret = inflateInit(&strm);
    if (ret != Z_OK)
        return ret;

    do {
        strm.avail_in = fread(in, 1, CHUNK, source);
        if (ferror(source)) {
            (void)inflateEnd(&strm);
            return Z_ERRNO;
        }
        if (strm.avail_in == 0)
            break;
        strm.next_in = in;

        do {
            strm.avail_out = CHUNK;
            strm.next_out = out;
            ret = inflate(&strm, Z_NO_FLUSH);
            assert(ret != Z_STREAM_ERROR);
            switch (ret) {
            case Z_NEED_DICT:
                ret = Z_DATA_ERROR;
            case Z_DATA_ERROR:
            case Z_MEM_ERROR:
                (void)inflateEnd(&strm);
                return ret;
            }
            have = CHUNK - strm.avail_out;
            if (fwrite(out, 1, have, dest) != have || ferror(dest)) {
                (void)inflateEnd(&strm);
                return Z_ERRNO;
            }
        } while (strm.avail_out == 0);

    } while (ret != Z_STREAM_END);

    (void)inflateEnd(&strm);
    return ret == Z_STREAM_END ? Z_OK : Z_DATA_ERROR;
}

void Zpipe::zerr(int ret) {
    std::cerr << "zpipe: ";
    switch (ret) {
    case Z_ERRNO:
        if (ferror(stdin)){
            std::cerr << "Erro ao ler stdin . " << '\n';
        }else if (ferror(stdout)){
            std::cerr << "Erro ao escrever stdout ." << '\n';
        }
        break;
    case Z_STREAM_ERROR:
        std::cerr << "Nível de compressão inválido . " << '\n';
        break;
    case Z_DATA_ERROR:
        std::cerr << "Dados vazis, inválidos ou incompletos . " << '\n';
        break;
    case Z_MEM_ERROR:
        std::cerr << "Sem memória . " << '\n';
        break;
    case Z_VERSION_ERROR:
        std::cerr << "Versão da zlib é incompatível . " << '\n';
    }
}

void Zpipe::usage( char ** argv ){
  std::cout << "Compactar: " << argv[0] << " file.txt # Vai gerar o arquivo: file.txt.Z " << '\n';
  std::cout << "Descompactar: " << argv[0] << " -d file.txt.Z # Gera o arquivo: file.txt " << '\n';
}

main.cpp

#include "zpipe.hpp"

int main(int argc, char ** argv){
    Zpipe zpipe;
    int ret;
    FILE *filename, *zipped;
    std::string s;
    
    if( argc == 2 ){
      filename = fopen( argv[1] , "rb");
      s = argv[1];
      s = s + ".Z";
      zipped = fopen( &s[0], "w" );
      ret = zpipe.def( filename, zipped, Z_DEFAULT_COMPRESSION);
      if (ret != Z_OK){
        zpipe.zerr(ret);
      }
      return ret;
    } else if (argc == 3 && strcmp(argv[1], "-d") == 0 ) {
        zipped = fopen( argv[2], "rb");
        s = argv[2];
        s = s.substr( 0, s.length() - 2 );
        filename = fopen( &s[0], "w" );
        ret = zpipe.inf(zipped, filename);
        if (ret != Z_OK){
            zpipe.zerr(ret);
        }
        return ret;
    } else {
        zpipe.usage( argv );
        return 1;
    }
}

E por final um Makefile para compilarmos rodando somente o comando make.

TARGET=zpipe
CC=g++
DEBUG=-g
OPT=-O2
WARN=-Wall
LZ=-lz
CCFLAGS=$(DEBUG) $(OPT) $(WARN)
LD=g++
OBJS= main.o zpipe.o
all: $(OBJS)
	$(LD) -o $(TARGET) $(OBJS) $(LZ)
	@rm -f *.o

main.o: main.cpp
	$(CC) -c $(CCFLAGS) $(LZ) main.cpp -o main.o
 
zpipe.o: zpipe.cpp
	$(CC) -c $(CCFLAGS) $(LZ) zpipe.cpp -o zpipe.o

Bem, simples, né?! Isso é só um exemplo para únicos arquivos, para mais detalhes consulte a documentação.


Por hoje é só, são pequenas doses diárias que farão sempre nos manter antenado com o C++ !

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Fontes:


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