C/C++ Zlib库封装MyZip压缩类

Zlib是一个开源的数据压缩库，提供了一种通用的数据压缩和解压缩算法。它最初由Jean-Loup Gailly和Mark Adler开发，旨在成为一个高效、轻量级的压缩库，其被广泛应用于许多领域，包括网络通信、文件压缩、数据库系统等。其压缩算法是基于DEFLATE算法，这是一种无损数据压缩算法，通常能够提供相当高的压缩比。

在软件开发中，文件的压缩和解压缩是一项常见的任务，而ZIP是一种被广泛应用的压缩格式。为了方便地处理ZIP压缩和解压缩操作，开发者通常使用各种编程语言和库来实现这些功能。本文将聚焦于一个简化的C++实现，通过分析代码，我们将深入了解其设计和实现细节。

类的功能实现

MyZip类旨在提供简单易用的ZIP压缩和解压缩功能。通过成员函数Compress和UnCompress，该类使得对目录的ZIP压缩和ZIP文件的解压变得相对容易。

ZIP压缩函数 Compress

Compress函数通过zlib库提供的ZIP压缩功能，递归地将目录下的文件添加到ZIP文件中。其中，nyCollectfileInDirtoZip函数负责遍历目录，而nyAddfiletoZip函数则用于添加文件到ZIP中。这种设计使得代码模块化，易于理解。

ZIP解压函数 UnCompress

UnCompress函数通过zlib库提供的ZIP解压功能，将ZIP文件解压到指定目录。函数中使用了unz系列函数来遍历ZIP文件中的文件信息，并根据文件类型进行相应的处理。这包括创建目录和写入文件，使得解压后的目录结构与ZIP文件一致。

将如上的压缩与解压方法封装成MyZip类，调用zip.Compress()实现压缩目录，调用zip.UnCompress()则实现解压缩目录。这些函数使用了zlib库的ZIP压缩和解压缩功能，并可以在项目中被应用，该类代码如下所示；

#define ZLIB_WINAPI
#include <string>
#include <iostream>
#include <vector>
#include <Shlwapi.h> 
#include <zip.h>
#include <unzip.h>
#include <zlib.h>

using namespace std;

#pragma comment(lib, "Shlwapi.lib")
#pragma comment(lib, "zlibstat.lib")

class MyZip
{
private:
  // 向ZIP文件中添加文件
  bool nyAddfiletoZip(zipFile zfile, const std::string& fileNameinZip, const std::string& srcfile)
  {
    if (NULL == zfile || fileNameinZip.empty())
    {
      return false;
    }

    int nErr = 0;
    zip_fileinfo zinfo = { 0 };
    tm_zip tmz = { 0 };
    zinfo.tmz_date = tmz;
    zinfo.dosDate = 0;
    zinfo.internal_fa = 0;
    zinfo.external_fa = 0;

    // 构建新文件名
    char sznewfileName[MAX_PATH] = { 0 };
    memset(sznewfileName, 0x00, sizeof(sznewfileName));
    strcat_s(sznewfileName, fileNameinZip.c_str());
    if (srcfile.empty())
    {
      strcat_s(sznewfileName, "\\");
    }

    // 在ZIP中打开新文件
    nErr = zipOpenNewFileInZip(zfile, sznewfileName, &zinfo, NULL, 0, NULL, 0, NULL, Z_DEFLATED, Z_DEFAULT_COMPRESSION);
    if (nErr != ZIP_OK)
    {
      return false;
    }

    // 如果有源文件，读取并写入ZIP文件
    if (!srcfile.empty())
    {
      FILE* srcfp = _fsopen(srcfile.c_str(), "rb", _SH_DENYNO);
      if (NULL == srcfp)
      {
        return false;
      }

      int numBytes = 0;
      char* pBuf = new char[1024 * 100];
      if (NULL == pBuf)
      {
        return false;
      }

      // 逐块读取源文件并写入ZIP
      while (!feof(srcfp))
      {
        memset(pBuf, 0x00, sizeof(pBuf));
        numBytes = fread(pBuf, 1, sizeof(pBuf), srcfp);
        nErr = zipWriteInFileInZip(zfile, pBuf, numBytes);
        if (ferror(srcfp))
        {
          break;
        }
      }

      delete[] pBuf;
      fclose(srcfp);
    }

    // 关闭ZIP文件中的当前文件
    zipCloseFileInZip(zfile);

    return true;
  }

  // 递归地将目录下的文件添加到ZIP
  bool nyCollectfileInDirtoZip(zipFile zfile, const std::string& filepath, const std::string& parentdirName)
  {
    if (NULL == zfile || filepath.empty())
    {
      return false;
    }

    bool bFile = false;
    std::string relativepath = "";
    WIN32_FIND_DATAA findFileData;

    char szpath[MAX_PATH] = { 0 };
    if (::PathIsDirectoryA(filepath.c_str()))
    {
      strcpy_s(szpath, sizeof(szpath) / sizeof(szpath[0]), filepath.c_str());
      int len = strlen(szpath) + strlen("\\*.*") + 1;
      strcat_s(szpath, len, "\\*.*");
    }
    else
    {
      bFile = true;
      strcpy_s(szpath, sizeof(szpath) / sizeof(szpath[0]), filepath.c_str());
    }

    HANDLE hFile = ::FindFirstFileA(szpath, &findFileData);
    if (NULL == hFile)
    {
      return false;
    }

    do
    {
      // 构建相对路径
      if (parentdirName.empty())
        relativepath = findFileData.cFileName;
      else
        relativepath = parentdirName + "\\" + findFileData.cFileName;

      // 如果是目录，递归处理子目录
      if (findFileData.dwFileAttributes == FILE_ATTRIBUTE_DIRECTORY)
      {
        if (strcmp(findFileData.cFileName, ".") != 0 && strcmp(findFileData.cFileName, "..") != 0)
        {
          nyAddfiletoZip(zfile, relativepath, "");

          char szTemp[MAX_PATH] = { 0 };
          strcpy_s(szTemp, filepath.c_str());
          strcat_s(szTemp, "\\");
          strcat_s(szTemp, findFileData.cFileName);
          nyCollectfileInDirtoZip(zfile, szTemp, relativepath);
        }
        continue;
      }

      char szTemp[MAX_PATH] = { 0 };
      if (bFile)
      {
        strcpy_s(szTemp, filepath.c_str());
      }
      else
      {
        strcpy_s(szTemp, filepath.c_str());
        strcat_s(szTemp, "\\");
        strcat_s(szTemp, findFileData.cFileName);
      }

      // 将文件添加到ZIP
      nyAddfiletoZip(zfile, relativepath, szTemp);

    } while (::FindNextFileA(hFile, &findFileData));

    FindClose(hFile);

    return true;
  }

  // 替换字符串中的所有指定子串
  std::string& replace_all(std::string& str, const std::string& old_value, const std::string& new_value)
  {
    while (true)
    {
      std::string::size_type pos(0);
      if ((pos = str.find(old_value)) != std::string::npos)
        str.replace(pos, old_value.length(), new_value);
      else
        break;
    }
    return str;
  }

  // 创建多级目录
  BOOL CreatedMultipleDirectory(const std::string& direct)
  {
    std::string Directoryname = direct;
    if (Directoryname[Directoryname.length() - 1] != '\\')
    {
      Directoryname.append(1, '\\');
    }

    std::vector< std::string> vpath;
    std::string strtemp;
    BOOL  bSuccess = FALSE;

    // 遍历目录字符串，逐级创建目录
    for (int i = 0; i < Directoryname.length(); i++)
    {
      if (Directoryname[i] != '\\')
      {
        strtemp.append(1, Directoryname[i]);
      }
      else
      {
        vpath.push_back(strtemp);
        strtemp.append(1, '\\');
      }
    }

    std::vector< std::string>::iterator vIter = vpath.begin();
    for (; vIter != vpath.end(); vIter++)
    {
      bSuccess = CreateDirectoryA(vIter->c_str(), NULL) ? TRUE : FALSE;
    }

    return bSuccess;
  }

public:
  // 压缩目录
  bool Compress(const std::string& dirpathName, const std::string& zipfileName, const std::string& parentdirName)
  {
    bool bRet = false;
    zipFile zFile = NULL;

    // 根据ZIP文件是否存在选择打开方式
    if (!::PathFileExistsA(zipfileName.c_str()))
    {
      zFile = zipOpen(zipfileName.c_str(), APPEND_STATUS_CREATE);
    }
    else
    {
      zFile = zipOpen(zipfileName.c_str(), APPEND_STATUS_ADDINZIP);
    }

    if (NULL == zFile)
    {
      return bRet;
    }

    // 将目录下的文件添加到ZIP
    if (nyCollectfileInDirtoZip(zFile, dirpathName, parentdirName))
    {
      bRet = true;
    }

    zipClose(zFile, NULL);

    return bRet;
  }

  // 解压目录
  bool UnCompress(const std::string& strFilePath, const std::string& strTempPath)
  {
    int nReturnValue;
    string tempFilePath;
    string srcFilePath(strFilePath);
    string destFilePath;

    // 打开ZIP文件
    unzFile unzfile = unzOpen(srcFilePath.c_str());
    if (unzfile == NULL)
    {
      return false;
    }

    unz_global_info* pGlobalInfo = new unz_global_info;
    nReturnValue = unzGetGlobalInfo(unzfile, pGlobalInfo);
    if (nReturnValue != UNZ_OK)
    {
      return false;
    }

    unz_file_info* pFileInfo = new unz_file_info;
    char szZipFName[MAX_PATH] = { 0 };
    char szExtraName[MAX_PATH] = { 0 };
    char szCommName[MAX_PATH] = { 0 };

    for (int i = 0; i < pGlobalInfo->number_entry; i++)
    {
      nReturnValue = unzGetCurrentFileInfo(unzfile, pFileInfo, szZipFName, MAX_PATH, szExtraName, MAX_PATH, szCommName, MAX_PATH);
      if (nReturnValue != UNZ_OK)
        return false;

      string strZipFName = szZipFName;

      // 如果是目录，创建相应目录
      if (pFileInfo->external_fa == FILE_ATTRIBUTE_DIRECTORY || (strZipFName.rfind('/') == strZipFName.length() - 1))
      {
        destFilePath = strTempPath + "//" + szZipFName;
        CreateDirectoryA(destFilePath.c_str(), NULL);
      }
      else
      {
        string strFullFilePath;
        tempFilePath = strTempPath + "/" + szZipFName;
        strFullFilePath = tempFilePath;

        int nPos = tempFilePath.rfind("/");
        int nPosRev = tempFilePath.rfind("\\");
        if (nPosRev == string::npos && nPos == string::npos)
          continue;

        size_t nSplitPos = nPos > nPosRev ? nPos : nPosRev;
        destFilePath = tempFilePath.substr(0, nSplitPos + 1);

        // 创建多级目录
        if (!PathIsDirectoryA(destFilePath.c_str()))
        {
          destFilePath = replace_all(destFilePath, "/", "\\");
          int bRet = CreatedMultipleDirectory(destFilePath);
        }

        strFullFilePath = replace_all(strFullFilePath, "/", "\\");

        // 创建文件并写入数据
        HANDLE hFile = CreateFileA(strFullFilePath.c_str(), GENERIC_WRITE, 0, NULL, OPEN_ALWAYS, FILE_FLAG_WRITE_THROUGH, NULL);
        if (hFile == INVALID_HANDLE_VALUE)
        {
          return false;
        }

        nReturnValue = unzOpenCurrentFile(unzfile);
        if (nReturnValue != UNZ_OK)
        {
          CloseHandle(hFile);
          return false;
        }

        uLong BUFFER_SIZE = pFileInfo->uncompressed_size;
        void* szReadBuffer = NULL;
        szReadBuffer = (char*)malloc(BUFFER_SIZE);
        if (NULL == szReadBuffer)
        {
          break;
        }

        // 逐块读取ZIP文件并写入目标文件
        while (TRUE)
        {
          memset(szReadBuffer, 0, BUFFER_SIZE);
          int nReadFileSize = 0;

          nReadFileSize = unzReadCurrentFile(unzfile, szReadBuffer, BUFFER_SIZE);

          if (nReadFileSize < 0)
          {
            unzCloseCurrentFile(unzfile);
            CloseHandle(hFile);
            return false;
          }
          else if (nReadFileSize == 0)
          {
            unzCloseCurrentFile(unzfile);
            CloseHandle(hFile);
            break;
          }
          else
          {
            DWORD dWrite = 0;
            BOOL bWriteSuccessed = WriteFile(hFile, szReadBuffer, BUFFER_SIZE, &dWrite, NULL);
            if (!bWriteSuccessed)
            {
              unzCloseCurrentFile(unzfile);
              CloseHandle(hFile);
              return false;
            }
          }
        }

        free(szReadBuffer);
      }
      unzGoToNextFile(unzfile);
    }

    delete pFileInfo;
    delete pGlobalInfo;

    if (unzfile)
    {
      unzClose(unzfile);
    }

    return true;
  }
};

如何使用类

压缩文件时可以通过调用zip.Compress()函数实现，该函数接受3个参数，第一个参数是需要压缩的目录名，第二个参数是压缩后保存的文件名，第三个参数则是压缩后主目录的名字，我们以压缩D:\\csdn目录下的所有文件为例，代码如下所示；

int main(int argc, char* argv[])
{
    MyZip zip;

    // 压缩目录
    std::string compress_src = "D:\\csdn";                               // 压缩目录
    std::string compress_dst = "D:\\test.zip";                           // 压缩后

    bool compress_flag = zip.Compress(compress_src, compress_dst, "lyshark");
    std::cout << "压缩状态: " << compress_flag << std::endl;

    system("pause");
    return 0;
}

压缩后可以看到对应的压缩包内容，如下所示；

解压缩与压缩类似，通过调用zip.UnCompress实现，该方法需要传入两个参数，被压缩的文件名和解压到的目录名，如果目录不存在则会创建并解压。

int main(int argc, char* argv[])
{
    MyZip zip;

    // 解压缩目录
    std::string uncompress_src = "D:\\test.zip";                      // 被解压文件
    std::string uncompress_dst = "D:\\dst";                           // 解压到

    bool compress_flag = zip.UnCompress(uncompress_src, uncompress_dst);
    std::cout << "解压缩状态: " << compress_flag << std::endl;

    system("pause");
    return 0;
}

输出效果如下所示；