LZW压缩算法是Unisys的专利，由Lempel-Ziv-Welch三人发明，有效期到2003年。
LZW思路：
ASCII字符有255个，每个用8bits表示，如果要表示2个字符，就用16bits；3个字符就用24bits，依此类推。假设我们对ASCII码扩展成12位，可以有4096个字符，并自己定义255以后的含义，如ab定义成258，abc定义成259，那么ab只用12位，较原来节约4位；abc也只用12位，较原来24bits节约12位，可以想象，代替的字符串越长，位数越节约。一般LZW压缩比为2：1或3：1。这是以前系统内存以及存储能力较小，为提高计算和存储能力而设计的。到现在，计算机性能突飞猛进，其优势就不复存在。
LZW核心是在于其压缩算法——动态生成压缩字典，自动还原压缩字典进行解压，压缩数据内含压缩字典，边压缩边生成压缩字典，但不保存；解压时，边解压边还原压缩字典，进行解压。
压缩
生成压缩字典就是如何将255个的ASCII码动态扩展成4096个字符码的过程。
(1)形成关键字为255个ascii码，值为0~255的初始字典，设定clearcode=256，endcode=257。（clearcode是为了在解压时避免扩展字典容量超过4096时，告诉程序以后的压缩数据的压缩字典重新计算；endcode表示结束）
(2)读取一个字符（input），和根字符（root）形成新的字符串（key），如果新字符串（key）在字典里存在，将根字符用新字符串（key）取代；如果key不存在，则将root计入输出流，input计为root字符,在字典关键字中添加Key，以及递增的值。
以ababababa为例，演示其压缩过程：
| 步骤 |
数据流 (Input) |
根字符 （Root） |
关键字字符 （Key=Root+Input） |
字典 （Diction） |
输出流 （Output） |
|
| 1 |
a |
|
a |
- |
- |
a在字典中，root=a |
| 2 |
b |
a |
ab |
[ab]=258 |
97（a） |
ab不在字典，将ab作为字典关键字，值自动加1=258，a输出，b=>root |
| 3 |
a |
b |
ba |
[ba]=259 |
98（b） |
添加ba，输出b，a=>root |
| 4 |
b |
a |
ab |
- |
- |
ab存在字典，ab=》root |
| 5 |
a |
ab |
aba |
[aba]=260 |
258（ab） |
aba不存在，添加关键字aba，输出关键字ab的值258，a=》root |
| 6 |
b |
a |
ab |
- |
- |
ab存在字典，ab=》root |
| 7 |
a |
ab |
aba |
- |
- |
aba存在字典，aba=》root |
| 8 |
b |
aba |
abab |
[abab]=261 |
260（aba） |
abab不存在，添加关键字abab，输出关键字aba的值260，b=》root |
| 9 |
a |
b |
ba |
- |
- |
ba存在字典，ba=》root |
| 10 |
EOF |
ba |
|
|
259（ba） |
结束，输出关键字ba值 259 |
原值：97 98 97 98 97 98 97 98 97=》保存为8位二进制数据流:1100001 1100010 1100001 1100010 1100001 1100010 1100001 1100010 1100001,共72bits
压缩后的值：97 98 258 260 259=》保存为12位二进制数据流:00001100001 00001100010 000100000010 000100000100 000100000011，共60bits。
注：由于字典关键字个数小于4096，没有用到clearcdoe（256）。
解压
(1)同压缩，生成初始字典；
(2)读取一个字符（input）的第一个数值，在字典中找到对应的字符串输出,key字符=Root字符+input字符串第一个字符，并将key添加到字典中，将input设为新Root；
如果没有对应的关键字，key字符=Root+Root的第一个字符,并将key添加到字典中，输出key字符，将key设为新Root；
以上面压缩数据97 98 258 260 259 解压为例
| 步骤 |
数据流 (Input) |
根字符 （Root） |
关键字字符 （Key=Root+Input.FirstChar） |
字典 （Dictionary） |
输出流 （Output） |
说明 |
| 1 |
97 |
|
a |
- |
a |
a存在，输出97，a=》root |
| 2 |
98 |
a |
ab |
[258]=ab |
b |
98存在字典，输出98（b），b=>root，ab不存在，添加ab。 |
| 3 |
258(ab) |
b |
ba |
[259]=ba |
ab |
258存在，输出[258]=ab,ab=>root；ba不存在，添加ba， |
| 4 |
260 |
ab |
aba=ab+ab.firstchar |
[260]=aba |
aba |
260不存在字典，关键字=Root+Root.firstChar,添加到字典，并输出（这是lzw最巧妙的地方，没有在字典里，如何推算出260）,aba=>root |
| 5 |
259(ba) |
aba |
abab |
[261]=abab |
ba |
259存在，输出[259]=ba,ba=》root，abab不存在，添加abab。 |
| 6 |
EOF |
ba |
|
|
- |
|
还原出a b ab aba ba。
注意：
压缩时，按8位一个字节读出；字典关键字是字符串，值为数值；
解压时，按12位读出；字典关键字是数字，值为字符串；
来源：CSDN
作者：lzljy
链接：https://blog.csdn.net/lzljy/article/details/103575209