ランレングス符号化

ランレングス符号化【Run-length encoding、RLE】は、データ圧縮技術の一種で、同じデータが連続する場合に、その出現回数を繰り返し数として短いデータで表現する手法です。圧縮後のデータを元に戻せる可逆圧縮のアルゴリズムです。

具体的には、例えば「AAAAAAAAAAABBBBCCCDDE」のような文字列をランレングス符号化すると、「A11B4C3DDE」というように、同じ文字が連続する部分を文字と出現回数で表現します。この例ではデータ量は約半分になっています。

このように、同じデータが繰り返し現れる場合には非常に効率的な圧縮が可能ですが、ランレングス符号化はデータにパターンが少ない場合や、ランレングス符号化によってデータサイズが大きくなる場合には効果がありません。以下のプログラムでは3文字以上同じ文字列が連続した場合のみ圧縮することでデータサイズが大きくならないようにしています。

ランレングス符号化は、データ圧縮の分野で幅広く使われています。特に、画像や音声などのデータでは、同じ値やパターンが連続することが多く、ランレングス符号化によって効果的に圧縮できる場合があります。例えば、白黒画像のFAXなどでは白と黒のピクセルが連続するため、大変有効な圧縮アルゴリズムです。

具体的には、以下のような場面でランレングス符号化が使われます。

1. ビットマップ画像の圧縮：ビットマップ画像は、ピクセルごとに色情報を持つため、同じ色が連続する場合にはランレングス符号化が効果的です。
2. 音声ファイルの圧縮：音声ファイルでは、同じ周波数や音量の波形が続くことが多く、ランレングス符号化によって圧縮できます。

なお、ランレングス符号化は単純な圧縮手法であり、他の高度な圧縮技術と組み合わせて使用することで、より高い圧縮効果を得ることができます。

＜サンプルプログラム＞

＜出力結果＞

入力文字列: AAAAAAAAAAABBBBCCCDDE 圧縮文字列: A11B4C3DDE 伸長文字列: AAAAAAAAAAABBBBCCCDDE