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C/C++使用API实现数据的压缩与解压缩

 更新时间：2023年11月22日 16:30:02   作者：微软技术分享  
在Windows编程中,经常会遇到需要对数据进行压缩和解压缩的情况,本文将深入探讨使用Windows API进行数据压缩与解压缩的过程,感兴趣的小伙伴可以了解下

在Windows编程中，经常会遇到需要对数据进行压缩和解压缩的情况，数据压缩是一种常见的优化手段，能够减小数据的存储空间并提高传输效率。Windows提供了这些API函数，本文将深入探讨使用Windows API进行数据压缩与解压缩的过程，主要使用ntdll.dll库中的相关函数。

RtlGetCompressionWorkSpaceSize

RtlGetCompressionWorkSpaceSize 函数，位于ntdll.dll库中。该函数用于获取数据压缩所需的工作空间大小。CompressionFormatAndEngine参数指定压缩格式和引擎，CompressBufferWorkSpaceSize和CompressFragmentWorkSpaceSize分别用于输出缓冲区和片段的工作空间大小。

以下是该函数的声明：

typedef NTSTATUS(WINAPI *typedef_RtlGetCompressionWorkSpaceSize)(
	_In_  USHORT CompressionFormatAndEngine,
	_Out_ PULONG CompressBufferWorkSpaceSize,
	_Out_ PULONG CompressFragmentWorkSpaceSize
);

该函数有以下参数：

  • CompressionFormatAndEngine：指定压缩格式和引擎的参数。
  • CompressBufferWorkSpaceSize：用于输出压缩缓冲区工作空间大小的指针。
  • CompressFragmentWorkSpaceSize：用于输出压缩片段工作空间大小的指针。

函数返回NTSTATUS类型的状态码，其中STATUS_SUCCESS表示成功执行。

在使用这个函数时，你需要提供足够大的缓冲区来存储工作空间大小。可以按照以下步骤使用该函数：

  • 加载 ntdll.dll 库。
  • 获取 RtlGetCompressionWorkSpaceSize 函数地址。
  • 定义变量用于存储工作空间大小。
  • 调用 RtlGetCompressionWorkSpaceSize 函数，获取工作空间大小。

RtlCompressBuffer

RtlCompressBuffer 同样位于ntdll.dll库中。该函数用于将数据进行压缩。CompressionFormatAndEngine参数指定压缩格式和引擎，UncompressedBuffer和UncompressedBufferSize表示输入的未压缩数据，CompressedBuffer和CompressedBufferSize表示输出的压缩数据，UncompressedChunkSize表示未压缩数据的块大小，FinalCompressedSize表示最终压缩后的大小，WorkSpace表示用于工作的缓冲区。

以下是该函数的声明：

typedef NTSTATUS(WINAPI *typedef_RtlCompressBuffer)(
	_In_  USHORT CompressionFormatAndEngine,
	_In_  PUCHAR UncompressedBuffer,
	_In_  ULONG  UncompressedBufferSize,
	_Out_ PUCHAR CompressedBuffer,
	_In_  ULONG  CompressedBufferSize,
	_In_  ULONG  UncompressedChunkSize,
	_Out_ PULONG FinalCompressedSize,
	_In_  PVOID  WorkSpace
);

该函数的参数包括：

  • CompressionFormatAndEngine：指定压缩格式和引擎的参数。
  • UncompressedBuffer：指向待压缩数据的指针。
  • UncompressedBufferSize：待压缩数据的大小。
  • CompressedBuffer：指向存储压缩数据的缓冲区的指针。
  • CompressedBufferSize：存储压缩数据的缓冲区的大小。
  • UncompressedChunkSize：未压缩的数据块的大小。
  • FinalCompressedSize：用于输出最终压缩数据的大小的指针。
  • WorkSpace：用于提供工作空间的指针。

函数返回NTSTATUS类型的状态码，其中STATUS_SUCCESS表示成功执行。

在使用这个函数时，你需要提供足够大的缓冲区来存储压缩后的数据。可以按照以下步骤使用该函数：

  • 加载ntdll.dll库。
  • 获取RtlCompressBuffer函数地址。
  • 定义变量并分配内存用于存储未压缩的数据和压缩后的数据。
  • 定义变量用于存储工作空间。
  • 调用RtlCompressBuffer函数，将数据进行压缩。
  • 处理压缩后的数据。

RtlDecompressBuffer

RtlDecompressBuffer 同样位于ntdll.dll库中。该函数用于将压缩数据进行解压缩。CompressionFormat参数指定压缩格式，UncompressedBuffer和UncompressedBufferSize表示输出的未压缩数据，CompressedBuffer和CompressedBufferSize表示输入的压缩数据，FinalUncompressedSize表示最终解压缩后的大小。

以下是该函数的声明：

typedef NTSTATUS(WINAPI *typedef_RtlDecompressBuffer)(
	_In_  USHORT CompressionFormat,
	_Out_ PUCHAR UncompressedBuffer,
	_In_  ULONG  UncompressedBufferSize,
	_In_  PUCHAR CompressedBuffer,
	_In_  ULONG  CompressedBufferSize,
	_Out_ PULONG FinalUncompressedSize
);

该函数的参数包括：

  • CompressionFormat：指定解压缩的格式。
  • UncompressedBuffer：指向存储解压后数据的缓冲区的指针。
  • UncompressedBufferSize：存储解压后数据的缓冲区的大小。
  • CompressedBuffer：指向待解压数据的指针。
  • CompressedBufferSize：待解压数据的大小。
  • FinalUncompressedSize：用于输出最终解压后数据的大小的指针。

函数返回NTSTATUS类型的状态码，其中STATUS_SUCCESS表示成功执行。

在使用这个函数时，你需要提供足够大的缓冲区来存储解压后的数据。可以按照以下步骤使用该函数：

  • 加载ntdll.dll库。
  • 获取RtlDecompressBuffer函数地址。
  • 定义变量并分配内存用于存储待解压的数据和解压后的数据。
  • 调用RtlDecompressBuffer函数，将数据进行解压。
  • 处理解压后的数据。
// 代码来源 《WINDOWS黑客编程技术详解》
// 作者：甘迪文
#include <Windows.h>
#include <iostream>
#include <windef.h>

typedef NTSTATUS(WINAPI *typedef_RtlGetCompressionWorkSpaceSize)(
	_In_  USHORT CompressionFormatAndEngine,
	_Out_ PULONG CompressBufferWorkSpaceSize,
	_Out_ PULONG CompressFragmentWorkSpaceSize
	);

typedef NTSTATUS(WINAPI *typedef_RtlCompressBuffer)(
	_In_  USHORT CompressionFormatAndEngine,
	_In_  PUCHAR UncompressedBuffer,
	_In_  ULONG  UncompressedBufferSize,
	_Out_ PUCHAR CompressedBuffer,
	_In_  ULONG  CompressedBufferSize,
	_In_  ULONG  UncompressedChunkSize,
	_Out_ PULONG FinalCompressedSize,
	_In_  PVOID  WorkSpace
	);

typedef NTSTATUS(WINAPI *typedef_RtlDecompressBuffer)(
	_In_  USHORT CompressionFormat,
	_Out_ PUCHAR UncompressedBuffer,
	_In_  ULONG  UncompressedBufferSize,
	_In_  PUCHAR CompressedBuffer,
	_In_  ULONG  CompressedBufferSize,
	_Out_ PULONG FinalUncompressedSize
	);

// 数据压缩
BOOL CompressData(BYTE *pUncompressData, DWORD dwUncompressDataLength, BYTE **ppCompressData, DWORD *pdwCompressDataLength)
{
	BOOL bRet = FALSE;
	NTSTATUS status = 0;
	HMODULE hModule = NULL;
	typedef_RtlGetCompressionWorkSpaceSize RtlGetCompressionWorkSpaceSize = NULL;
	typedef_RtlCompressBuffer RtlCompressBuffer = NULL;
	DWORD dwWorkSpaceSize = 0, dwFragmentWorkSpaceSize = 0;
	BYTE *pWorkSpace = NULL;
	BYTE *pCompressData = NULL;
	DWORD dwCompressDataLength = 4096;
	DWORD dwFinalCompressSize = 0;
	do
	{
		// 加载 ntdll.dll 
		hModule = ::LoadLibrary("ntdll.dll");
		if (NULL == hModule)
		{
			ShowError("LoadLibrary");
			break;
		}

		// 获取 RtlGetCompressionWorkSpaceSize 函数地址
		RtlGetCompressionWorkSpaceSize = (typedef_RtlGetCompressionWorkSpaceSize)::GetProcAddress(hModule, "RtlGetCompressionWorkSpaceSize");
		if (NULL == RtlGetCompressionWorkSpaceSize)
		{
			ShowError("GetProcAddress");
			break;
		}

		// 获取 RtlCompressBuffer 函数地址
		RtlCompressBuffer = (typedef_RtlCompressBuffer)::GetProcAddress(hModule, "RtlCompressBuffer");
		if (NULL == RtlCompressBuffer)
		{
			ShowError("GetProcAddress");
			break;
		}

		// 获取WorkSpqce大小
		status = RtlGetCompressionWorkSpaceSize(COMPRESSION_FORMAT_LZNT1 | COMPRESSION_ENGINE_STANDARD, &dwWorkSpaceSize, &dwFragmentWorkSpaceSize);
		if (0 != status)
		{
			break;
		}

		// 申请动态内存
		pWorkSpace = new BYTE[dwWorkSpaceSize];
		if (NULL == pWorkSpace)
		{
			break;
		}
		::RtlZeroMemory(pWorkSpace, dwWorkSpaceSize);

		while (TRUE)
		{
			// 申请动态内存
			pCompressData = new BYTE[dwCompressDataLength];
			if (NULL == pCompressData)
			{
				break;
			}
			::RtlZeroMemory(pCompressData, dwCompressDataLength);

			// 调用RtlCompressBuffer压缩数据
			RtlCompressBuffer(COMPRESSION_FORMAT_LZNT1, pUncompressData, dwUncompressDataLength, pCompressData, dwCompressDataLength, 4096, &dwFinalCompressSize, (PVOID)pWorkSpace);
			if (dwCompressDataLength < dwFinalCompressSize)
			{
				// 释放内存
				if (pCompressData)
				{
					delete[]pCompressData;
					pCompressData = NULL;
				}
				dwCompressDataLength = dwFinalCompressSize;
			}
			else
			{
				break;
			}
		}

		// 返回
		*ppCompressData = pCompressData;
		*pdwCompressDataLength = dwFinalCompressSize;
		bRet = TRUE;

	} while (FALSE);

	// 释放
	if (pWorkSpace)
	{
		delete[]pWorkSpace;
		pWorkSpace = NULL;
	}
	if (hModule)
	{
		::FreeLibrary(hModule);
	}

	return bRet;
}


// 数据解压缩
BOOL UncompressData(BYTE *pCompressData, DWORD dwCompressDataLength, BYTE **ppUncompressData, DWORD *pdwUncompressDataLength)
{
	BOOL bRet = FALSE;
	HMODULE hModule = NULL;
	typedef_RtlDecompressBuffer RtlDecompressBuffer = NULL;
	BYTE *pUncompressData = NULL;
	DWORD dwUncompressDataLength = 4096;
	DWORD dwFinalUncompressSize = 0;
	do
	{
		// 加载 ntdll.dll 
		hModule = ::LoadLibrary("ntdll.dll");
		if (NULL == hModule)
		{
			break;
		}

		// 获取 RtlDecompressBuffer 函数地址
		RtlDecompressBuffer = (typedef_RtlDecompressBuffer)::GetProcAddress(hModule, "RtlDecompressBuffer");
		if (NULL == RtlDecompressBuffer)
		{
			break;
		}

		while (TRUE)
		{
			// 申请动态内存
			pUncompressData = new BYTE[dwUncompressDataLength];
			if (NULL == pUncompressData)
			{
				break;
			}
			::RtlZeroMemory(pUncompressData, dwUncompressDataLength);

			// 调用RtlCompressBuffer压缩数据
			RtlDecompressBuffer(COMPRESSION_FORMAT_LZNT1, pUncompressData, dwUncompressDataLength, pCompressData, dwCompressDataLength, &dwFinalUncompressSize);
			if (dwUncompressDataLength < dwFinalUncompressSize)
			{
				// 释放内存
				if (pUncompressData)
				{
					delete[]pUncompressData;
					pUncompressData = NULL;
				}
				dwUncompressDataLength = dwFinalUncompressSize;
			}
			else
			{
				break;
			}
		}

		// 返回
		*ppUncompressData = pUncompressData;
		*pdwUncompressDataLength = dwFinalUncompressSize;
		bRet = TRUE;

	} while (FALSE);

	// 释放
	if (hModule)
	{
		::FreeLibrary(hModule);
	}

	return bRet;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
	DWORD i = 0;
	BOOL bRet = FALSE;
	char szBuffer[] = "DDDDDDDDDDGGGGGGGGGGGG";
	DWORD dwBufferLength = ::lstrlen(szBuffer);
	BYTE *pCompressData = NULL;
	DWORD dwCompressDataLength = 0;
	BYTE *pUncompressData = NULL;
	DWORD dwUncompressDataLength = 0;

	// 压缩数据
	CompressData((BYTE *)szBuffer, dwBufferLength, &pCompressData, &dwCompressDataLength);

	// 解压数据
	UncompressData(pCompressData, dwCompressDataLength, &pUncompressData, &dwUncompressDataLength);

	// 显示
	printf("原数据为:\n");
	for (i = 0; i < dwBufferLength; i++)
	{
		printf("%X ", szBuffer[i]);
	}
	printf("\n\n压缩数据为:\n");
	for (i = 0; i < dwCompressDataLength; i++)
	{
		printf("%X ", pCompressData[i]);
	}
	printf("\n\n解压缩数据为:\n");
	for (i = 0; i < dwUncompressDataLength; i++)
	{
		printf("%X ", pUncompressData[i]);
	}
	printf("\n");

	// 释放
	if (pUncompressData)
	{
		delete[]pUncompressData;
		pUncompressData = NULL;
	}
	if (pCompressData)
	{
		delete[]pCompressData;
		pCompressData = NULL;
	}

	system("pause");
	return 0;
}

到此这篇关于C/C++使用API实现数据的压缩与解压缩的文章就介绍到这了,更多相关C++数据压缩与解压缩内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

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