C++ MiniZip實現目錄壓縮與解壓

微軟技術分享發表於2023-11-22

Zlib是一個開源的資料壓縮庫，提供了一種通用的資料壓縮和解壓縮演算法。它最初由Jean-Loup Gailly和Mark Adler開發，旨在成為一個高效、輕量級的壓縮庫，其被廣泛應用於許多領域，包括網路通訊、檔案壓縮、資料庫系統等。其壓縮演算法是基於DEFLATE演算法，這是一種無損資料壓縮演算法，通常能夠提供相當高的壓縮比。

在Zlib專案中的contrib目錄下有一個minizip子專案，minizip實際上不是zlib庫的一部分，而是一個獨立的開源庫，用於處理ZIP壓縮檔案格式。它提供了對ZIP檔案的建立和解壓的簡單介面。minizip在很多情況下與zlib一起使用，因為ZIP壓縮通常使用了DEFLATE壓縮演算法。透過對minizip庫的二次封裝則可實現針對目錄的壓縮與解壓功能。

如果你想使用minizip通常你需要下載並編譯它，然後將其連結到你的專案中。

Zlib原始碼：https://download.csdn.net/download/lyshark_csdn/88561117

編譯Zlib庫很簡單，解壓檔案並進入到\zlib-1.3\contrib\vstudio目錄下，根據自己編譯器版本選擇不同的目錄，這裡我選擇vc12，進入後開啟zlibvc.sln等待生成即可。

成功後可獲得兩個檔案分別是zlibstat.lib和zlibwapi.lib如下圖；

接著配置引用目錄，這裡需要多配置一個minizip標頭檔案，該標頭檔案是zlib裡面的一個子專案。

lib庫則需要包含zlibstat.lib和zlibwapi.lib這兩個檔案，此處讀者可以自行放入到一個目錄下；

ZIP 遞迴壓縮目錄

如下所示程式碼是一個使用zlib庫實現的簡單資料夾壓縮工具的C++程式。該程式提供了壓縮資料夾到 ZIP 檔案的功能，支援遞迴地新增檔案和子資料夾，利用了 Windows API 和 zlib 庫的函式。

#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")

bool nyAddfiletoZip(zipFile zfile, const std::string& fileNameinZip, const std::string& srcfile)
{
  // 目錄如果為空則直接返回
  if (NULL == zfile || fileNameinZip.empty())
  {
    return 0;
  }

  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;

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

  nErr = zipOpenNewFileInZip(zfile, sznewfileName, &zinfo, NULL, 0, NULL, 0, NULL, Z_DEFLATED, Z_DEFAULT_COMPRESSION);
  if (nErr != ZIP_OK)
  {
    return false;
  }
  if (!srcfile.empty())
  {
    // 開啟原始檔
    FILE* srcfp = _fsopen(srcfile.c_str(), "rb", _SH_DENYNO);
    if (NULL == srcfp)
    {
      std::cout << "開啟原始檔失敗" << std::endl;
      return false;
    }

    // 讀入原始檔寫入zip檔案
    int numBytes = 0;
    char* pBuf = new char[1024 * 100];
    if (NULL == pBuf)
    {
      std::cout << "新建緩衝區失敗" << std::endl;
      return 0;
    }
    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);
  }
  zipCloseFileInZip(zfile);

  return true;
}

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
  {
    if (parentdirName.empty())
      relativepath = findFileData.cFileName;
    else
      // 生成zip檔案中的相對路徑
      relativepath = parentdirName + "\\" + findFileData.cFileName;

    // 如果是目錄
    if (findFileData.dwFileAttributes == FILE_ATTRIBUTE_DIRECTORY)
    {
      // 去掉目錄中的.當前目錄和..前一個目錄
      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)
    {
      //注意：處理單獨檔案的壓縮
      strcpy_s(szTemp, filepath.c_str());
    }
    else
    {
      //注意：處理目錄檔案的壓縮
      strcpy_s(szTemp, filepath.c_str());
      strcat_s(szTemp, "\\");
      strcat_s(szTemp, findFileData.cFileName);
    }

    nyAddfiletoZip(zfile, relativepath, szTemp);

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

  return true;
}

/*
* 函式功能 : 壓縮資料夾到目錄
* 備    注 : dirpathName 原始檔/資料夾
*      zipFileName 目的壓縮包
*      parentdirName 壓縮包內名字(資料夾名)
*/
bool nyCreateZipfromDir(const std::string& dirpathName, const std::string& zipfileName, const std::string& parentdirName)
{
  bool bRet = false;

  /*
  APPEND_STATUS_CREATE    建立追加
  APPEND_STATUS_CREATEAFTER 建立後追加（覆蓋方式）
  APPEND_STATUS_ADDINZIP    直接追加
  */
  zipFile zFile = NULL;
  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)
  {
    std::cout << "建立ZIP檔案失敗" << std::endl;
    return bRet;
  }

  if (nyCollectfileInDirtoZip(zFile, dirpathName, parentdirName))
  {
    bRet = true;
  }

  zipClose(zFile, NULL);

  return bRet;
}

主要功能

nyCreateZipfromDir函式

bool nyCreateZipfromDir(const std::string& dirpathName, const std::string& zipfileName, const std::string& parentdirName);

功能：壓縮資料夾到指定的 ZIP 檔案。

引數：

dirpathName：原始檔夾路徑。
zipfileName：目標 ZIP 檔案路徑。
parentdirName：在 ZIP 檔案內的資料夾名（如果為空則不指定目錄）。

nyCollectfileInDirtoZip 函式

bool nyCollectfileInDirtoZip(zipFile zfile, const std::string& filepath, const std::string& parentdirName);

功能：遞迴地收集資料夾中的檔案，並將它們新增到已開啟的 ZIP 檔案中。

引數：

zfile：已開啟的 ZIP 檔案。
filepath：資料夾路徑。
parentdirName：在 ZIP 檔案內的相對資料夾名。

nyAddfiletoZip 函式

bool nyAddfiletoZip(zipFile zfile, const std::string& fileNameinZip, const std::string& srcfile);

功能：將指定檔案新增到已開啟的 ZIP 檔案中。

引數：

zfile：已開啟的 ZIP 檔案。
fileNameinZip：在 ZIP 檔案內的相對檔案路徑。
srcfile：原始檔路徑。

程式流程

資料夾壓縮引數設定：使用者提供原始檔夾路徑、目標 ZIP 檔案路徑，以及在 ZIP 檔案內的資料夾名。
ZIP 檔案開啟：根據目標 ZIP 檔案是否存在，使用 zipOpen 函式開啟 ZIP 檔案。
資料夾遞迴新增：使用 nyCollectfileInDirtoZip 函式遞迴地收集資料夾中的檔案，並透過 nyAddfiletoZip 函式將它們新增到 ZIP 檔案中。
ZIP 檔案關閉：使用 zipClose 函式關閉 ZIP 檔案。

示例用法

int main(int argc, char* argv[])
{
	std::string dirpath = "D:\\lyshark\\test";                   // 原始檔/資料夾
	std::string zipfileName = "D:\\lyshark\\test.zip";           // 目的壓縮包
	
	bool ref = nyCreateZipfromDir(dirpath, zipfileName, "lyshark");          // 包內檔名<如果為空則壓縮時不指定目錄>

	std::cout << "[LyShark] 壓縮狀態 " << ref << std::endl;
	system("pause");
	return 0;
}

上述呼叫程式碼，引數1指定為需要壓縮的檔案目錄，引數2指定為需要壓縮成目錄名，引數3為壓縮後該目錄的名字。

ZIP 遞迴解壓目錄

在這個C++程式中，實現了遞迴解壓縮ZIP檔案的功能。程式提供了以下主要功能：

replace_all 函式：用於替換字串中的指定子串。
CreatedMultipleDirectory 函式：用於建立多級目錄，確保解壓縮時的目錄結構存在。
UnzipFile 函式：用於遞迴解壓縮 ZIP 檔案。該函式開啟 ZIP 檔案，獲取檔案資訊，然後逐個解析和處理 ZIP 檔案中的檔案或目錄。

#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")

// 將字串內的old_value替換成new_value
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;
}

// 建立多級目錄
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;
	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;
}

/*
* 函式功能 : 遞迴解壓檔案目錄
* 備    注 : strFilePath 壓縮包路徑
*      strTempPath 解壓到
*/
void UnzipFile(const std::string& strFilePath, const std::string& strTempPath)
{
	int nReturnValue;
	string tempFilePath;
	string srcFilePath(strFilePath);
	string destFilePath;

	// 開啟zip檔案
	unzFile unzfile = unzOpen(srcFilePath.c_str());
	if (unzfile == NULL)
	{
		return;
	}

	// 獲取zip檔案的資訊
	unz_global_info* pGlobalInfo = new unz_global_info;
	nReturnValue = unzGetGlobalInfo(unzfile, pGlobalInfo);
	if (nReturnValue != UNZ_OK)
	{
		std::cout << "資料包: " << pGlobalInfo->number_entry << endl;
		return;
	}

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

	// 存放從zip中解析出來的內部檔名
	for (int i = 0; i < pGlobalInfo->number_entry; i++)
	{
		// 解析得到zip中的檔案資訊
		nReturnValue = unzGetCurrentFileInfo(unzfile, pFileInfo, szZipFName, MAX_PATH, szExtraName, MAX_PATH, szCommName, MAX_PATH);
		if (nReturnValue != UNZ_OK)
			return;

		std::cout << "解壓檔名: " << szZipFName << endl;

		string strZipFName = szZipFName;

		// 如果是目錄則執行建立遞迴目錄名
		if (pFileInfo->external_fa == FILE_ATTRIBUTE_DIRECTORY || (strZipFName.rfind('/') == strZipFName.length() - 1))
		{
			destFilePath = strTempPath + "//" + szZipFName;
			CreateDirectoryA(destFilePath.c_str(), NULL);
		}

		// 如果是檔案則解壓縮並建立
		else
		{
			// 建立檔案 儲存完整路徑
			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);

			if (!PathIsDirectoryA(destFilePath.c_str()))
			{
				// 將路徑格式統一
				destFilePath = replace_all(destFilePath, "/", "\\");
				// 建立多級目錄
				int bRet = CreatedMultipleDirectory(destFilePath);
			}
			strFullFilePath = replace_all(strFullFilePath, "/", "\\");

			HANDLE hFile = CreateFileA(strFullFilePath.c_str(), GENERIC_WRITE, 0, NULL, OPEN_ALWAYS, FILE_FLAG_WRITE_THROUGH, NULL);
			if (hFile == INVALID_HANDLE_VALUE)
			{
				return;
			}

			// 開啟檔案
			nReturnValue = unzOpenCurrentFile(unzfile);
			if (nReturnValue != UNZ_OK)
			{
				CloseHandle(hFile);
				return;
			}

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

			while (TRUE)
			{
				memset(szReadBuffer, 0, BUFFER_SIZE);
				int nReadFileSize = 0;

				nReadFileSize = unzReadCurrentFile(unzfile, szReadBuffer, BUFFER_SIZE);

				// 讀取檔案失敗
				if (nReadFileSize < 0)
				{
					unzCloseCurrentFile(unzfile);
					CloseHandle(hFile);
					return;
				}
				// 讀取檔案完畢
				else if (nReadFileSize == 0)
				{
					unzCloseCurrentFile(unzfile);
					CloseHandle(hFile);
					break;
				}
				// 寫入讀取的內容
				else
				{
					DWORD dWrite = 0;
					BOOL bWriteSuccessed = WriteFile(hFile, szReadBuffer, BUFFER_SIZE, &dWrite, NULL);
					if (!bWriteSuccessed)
					{
						unzCloseCurrentFile(unzfile);
						CloseHandle(hFile);
						return;
					}
				}
			}
			free(szReadBuffer);
		}
		unzGoToNextFile(unzfile);
	}

	delete pFileInfo;
	delete pGlobalInfo;

	// 關閉
	if (unzfile)
	{
		unzClose(unzfile);
	}
}

主要功能

replace_all 函式

std::string& replace_all(std::string& str, const std::string& old_value, const std::string& new_value)

功能：在字串 str 中替換所有的 old_value 為 new_value。

引數：

str：待處理的字串。
old_value：要被替換的子串。
new_value：替換後的新子串。

返回值：替換後的字串。

CreatedMultipleDirectory 函式

BOOL CreatedMultipleDirectory(const std::string& direct)

功能：建立多級目錄，確保路徑存在。

引數：

direct：目錄路徑。
返回值：如果成功建立目錄返回 TRUE，否則返回 FALSE。

UnzipFile 函式

void UnzipFile(const std::string& strFilePath, const std::string& strTempPath)

功能：遞迴解壓縮 ZIP 檔案。

引數：

strFilePath：ZIP 檔案路徑。
strTempPath：解壓到的目標路徑。

該函式開啟 ZIP 檔案，獲取檔案資訊，然後逐個解析和處理 ZIP 檔案中的檔案或目錄。在解析過程中，根據檔案或目錄的屬性，建立相應的目錄結構，然後將檔案寫入目標路徑。

示例用法

int main(int argc, char* argv[])
{
	std::string srcFilePath = "D:\\lyshark\\test.zip";
	std::string tempdir = "D:\\lyshark\\test";

	// 如果傳入目錄不存在則建立
	if (!::PathFileExistsA(tempdir.c_str()))
	{
		CreatedMultipleDirectory(tempdir);
	}

	// 呼叫解壓函式
	UnzipFile(srcFilePath, tempdir);

	system("pause");
	return 0;
}

案例中，首先在解壓縮之前判斷傳入目錄是否存在，如果不存在則需要呼叫API建立目錄，如果存在則直接呼叫UnzipFIle解壓縮函式，實現解包，輸出效果圖如下；

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