ZIP文件是一种很常见的压缩文件格式，用户在windows下经常要使用WINZIP程序进行文件压缩和解压操作。不过，WINZIP程序只能由用户操作，而没有提供开发方面的接口。这样，要想在用户的应用程序中加入文件压缩和解压功能，就有一定困难了。幸好，有ZLIB这个开放源代码的压缩和解压库可供开发人员使用。不过，ZLIB虽然支持文件压缩和解压，但只能对Linux/Unix下的GZ文件进行读写操作，对于Windows系统下的ZIP文件并不提供直接的支持。要解决ZLIB不能直接操作Windows ZIP文件的矛盾，就需要对Windows下ZIP文件结构进行分析，再结合ZLIB所提供的相关函数，加上一些开发技巧，自行开发相应的Winzip程序。

一、ZIP文件结构
ZIP文件基本结构如下：

{分文件头信息+文件压缩数据}+中心目录+中心目录记录结束符

更详细的说明如下：

    每个分文件头信息后面紧跟此文件压缩数据。如果压缩方式是不压缩，就是该文件的从第1个字节一直到最后一个字节的原始字节流；如果压缩方式是deflate，压缩数据就是经过deflate算法压缩过的字节流。

ZIP文件中通常有若干个分文件数据，最多可达到65535个。

文件的最后修改时间和日期按MS-DOS时间日期格式编码。时间和日期均为16位整数。

对于时间，16位格式分配如下：

对于日期，16位格式分配如下：

ZIP文件使用32位CRC校验码检查数据是否有误。

    ZIP文件中单个文件和ZIP文件本身字节数不能大于4G，否则会出错。

文件名实际长度由文件名长这个字段指定，文件名中可以包含路径，但不包含驱动器盘符（要特别注意的是，所有路径分割符’\’都要转换为’/’，并且路径中第一个字符不能是’/’）。

外部文件属性这个字段，最低1个字节是文件的DOS属性字节，其它字节均设为0）。其中DOS属性字节格式如下：

分文件头相对位移和中心目录初始偏移都是按字节表示的相对于ZIP文件开始位置的偏移量，用于在ZIP文件中准确定位。

中心目录中每个文件都可以有注释，用户可以将需要保存的额外信息保存在该字段中。

二、ZLIB使用说明

ZLIB的作者是文件压缩方面的专家，通过一系列复杂的算法实现了deflate这种格式的压缩与解压，并且为开发人员提供了相对简单的函数接口。

ZLIB流格式在RFC1950中有详细的定义。对于ZLIB流，除去流中开头的2个字节和结尾的4个字节，中间的连续字节流即经过deflate转换的压缩流。

ZLIB是开放源代码的，可以从www.zlib.net上下载源代码包，也可以下载编译好的Windows系统下的DLL。目前最新的ZLIB版本为1.2.3，dll文件名为zlib1.dll，头文件名为zlib.h，还需要用一个zconf.h。

本程序一共使用了ZLIB提供的6个函数，其中压缩函数3个，解压函数3个。

压缩要用到deflateInit、deflate、deflateEnd这3个函数，解压要用到inflateInit，inflate，inflateEnd这3个函数。

deflateInit在压缩开始之间调用，压缩结束后调用deflateEnd；同样，解压之前调用inflateInit，解压完成后调用inflateEnd。这4个函数都很好理解。

关键函数是deflate进行压缩，inflate进行解压。

deflate函数有两个参数，stream和flush。stream是一个结构体变量，有next_in、avail_in、next_out、avail_out这四个变量。next_in表示当前输入的字节数组，avail_in表示当前可用的输入字节数；next_out表示当前输出的字节数组,avail_out表示当前可用的输出字节数。当输入数据没有结束时flush设为Z_NO_FLUSH，否则设为Z_FINISH。next_out要至少比next_in大0.0015%。

inflate函数参数和deflate相同，但flush总是设为Z_NO_FLUSH。

为压缩整个文件，应当循环调用deflate函数进行数据压缩。同样，也要循环调用inflate函数进行解压。当avail_out这个变量为0时，表示输出缓冲已满，这时需要将next_out中数据写入文件，写入字节数由next_out大小-avail_out决定。然后重新调用deflate进行压缩或inflate进行解压。

三、程序开发过程

本程序使用Visual C++ 6.0开发。使用MFC AppWizard生成基于对话框的应用程序框架。

主对话框截图如图1所示。

图1  主界面

主对话框中加入菜单，包括文件和动作两个子菜单，其中文件菜单中只有一个打开菜单项，用于打开ZIP文件。动作菜单有加入、删除、解出三个菜单项。

菜单下面是一个MSFlexGrid控件，用于显示ZIP文件中的文件。

主对话框底部有三个标签，用于显示有关信息。

用户单击文件菜单的打开命令，会出现打开文件对话框，用于打开或新建ZIP文件。

用户单击动作菜单中的加入命令，会出现选择文件对话框，由用户选择要加入的文件。

选择文件对话框截图如2所示。

图2选择文件对话框

该对话框中，压缩和保存路径两个复选按钮默认都是选中状态，即进行压缩和保存文件路径，用户可以改变这个设置。压缩复选按钮左边是一个下拉列表框，由用户选择驱动器，上面的MSFlexGrid列表用于显示当前目录和文件，用户在该列表按空格键选择文件，选中文件将出现在对话框下面的列表框中，单击确定按钮则进行将选择文件加入ZIP文件。

用户单击动作菜单的解压按钮，会出现解压对话框，由用户输入解压路径。

解出对话框截图如下：

用户只要输入一个解压目录，并单击确定按钮，就会将ZIP文件中文件解压至该目录。

源文件中，有4个包含开发时加入的源代码：winzip.cpp中定义一些全局变量；selectfiledlg.cpp为选择文件对话框类；extractdlg.cpp为输入解压路径对话框类；winzipdlg.cpp为主对话框类，其中包含主要的源代码；其它文件均由MFC自动生成。

在winzip.cpp中定义的全局变量如下：

CWinzipApp *theApp=new CWinzipApp;

 //应用程序指针，AppWizard产生的是一个变量，要将其改成指针，否则编译会报错

CMenu *menu1=new CMenu;  //用户制作的菜单

CString *zipfilepath=new CString;  //用于标识带路径的zip文件名

unsigned long color1,color2,color3;  //color1表示表格前景颜色；color2表示表格背景颜色；color3表示选中表格背景颜色

unsigned short int compressmode=0x08;  //用于标识压缩方法 0x08-deflate压缩;  0x00-不压缩

unsigned short int savepath=1;  //用于标识是否保存路径 1-保存路径 0-不保存路径

CString *statustext=new CString;  //显示在提示栏中的文字

CString *offsetstr=new CString;  //用于存放zip文件中文件的偏移地址

unsigned short int selectcount;  //标识选中文件个数

CString *extractpath=new CString;  //标识解压文件路径

CString *packsizestr=new CString;  //标识解压文件大小

CString *filenamestr=new CString;  //标识解压文件名称

CString *defaultpath=new CString;  //标识默认zip文件所在路径

CString *addfilenamestr=new CString;  //标识要加入文件名称

int addflag=0;  //加入标志 0-不加入；1-加入

selectfiledlg.cpp从Cdialog派生一个对话框类，用于压缩文件时选择要加入的文件。

selectfiledlg.cpp中有以下几个函数：

（1）void FindAllFiles(CString dirname,CListBox &list);  //查找dirname目录下及其子目录中所有文件，结果放在一列表控件中

（2）int deletefiles(CString zipfile);  //从ZIP文件中删除文件

（3）UINT do_zipfiles(LPVOID pParam);  /*压缩文件线程，实际先从zip文件中删除相同文件*/

（4）BOOL Cselectfiledlg::OnInitDialog(); /*初始化文件选择对话框*/

（5）void Cselectfiledlg::OnSelchangeCombo1(); /*用户选择驱动器后更新该驱动器下目录*/

（6）void Cselectfiledlg::OnDblClickMsflexgrid1(); /*用户双击目录列表进入相应目录，并显示目录下文件和子目录*/

（7）void Cselectfiledlg::OnKeyDownMsflexgrid1(short FAR* KeyCode, short Shift);  /*用户使用空格键选中目录列表中文件，选中文件放入最下面列表框中*/

（8）void Cselectfiledlg::OnLButtonDown(UINT nFlags, CPoint point);  /*按鼠标左键则取消所有表格控件中选中的文件*/

（9）void Cselectfiledlg::OnButton1(); /*用户单击确定按钮开始进行压缩*/

extractdlg.cpp中有以下几个函数：

（1）UINT do_unzipfiles(LPVOID pParam);  /*定义解压文件线程*/

（2）void Cextractdlg::OnButton1(); /*用户按确定按钮进行解压操作*/

winzipdlg.cpp为主对话框源文件，其中包括了本程序最核心部分的代码，下面进行详细描述：

程序中加入菜单，资源ID为IDR_MENU1，包括文件和操作两个子菜单，其中文件菜单中只有一个打开菜单项，用于打开ZIP文件。操作菜单有加入、删除、解出三个菜单项。

在主对话框的OnInitDialog事件中加入以下两行代码就可正常使用菜单了。

menu1->LoadMenu(IDR_MENU1);

SetMenu(menu1);

Winzipdlg.cpp中有如下函数：

（1）void lowerstr(char *str); /*将输入字符串转换为小写*/

（2）void FindAllFiles(CString dirname,CListBox &list); /*在dirname中找文件，结果放入list中，通过递归查找子目录中文件*/

（3）int convdrive(char *drive); /*将驱动器字母转换为数字*/

（4）unsigned long Reflect(unsigned long int ref, char ch); /*crc内部用函数*/

（5）void init_crc32_table(void); //初始化crc32表

（6）unsigned long GenerateCRC32(char * DataBuf,unsigned long  len); /*对DataBuf中长度为len的串取CRC码*/

（7）unsigned long FileGenerateCRC32(CString filename); /*对filename文件取CRC码*/

（8）unsigned short int istextfile(CString filename);/*判断filename类型

返回值：1-textfile 0-binaryfile -1-无此文件*/

（9）int makedir(char *drive,char *path); /*在drive驱动器和path目录下建立目录，path开头和结尾都要有'\'*/

（10）int deletefiles(CString zipfile); /*从zipfile中删除选中文件*/

（11）int zipfiles(CString zipfile); /*向ZIP文件中加入文件*/

（12）int unzipfiles(CString zipfile); /*从ZIP文件中解压文件*/

（13）UINT do_zipfiles1(LPVOID pParam); /*加入文件线程*/

（14）BOOL CWinzipDlg::OnInitDialog();/*初始化主对框，并进行CRC表初始化*/

（15）void CWinzipDlg::OnClose(); /*关闭主对话框*/

（16）void CWinzipDlg::OnSize(UINT nType, int cx, int cy); /*当用户改变窗口大小时相应改变空间大小*/

（17）void CWinzipDlg::OnOpen(); /*用户打开zip文件*/

（18）void CWinzipDlg::OnExtract(); /*用户从zip文件解出文件*/

（19）UINT do_deletefiles(LPVOID pParam); /*从zip文件删除文件线程*/

（20）void CWinzipDlg::OnDelete(); /*用户从zip文件删除文件*/

（21）void CWinzipDlg::OnAdd(); /*用户向zip文件加入文件*/

（22）BOOL CWinzipDlg::PreTranslateMessage(MSG* pMsg); /*处理用户定义消息*/

（23）void CWinzipDlg::OnKeyDownMsflexgrid1(short FAR* KeyCode, short Shift); /*用户按空格键选中或取消ZIP文件列表中文件*/

（24）void CWinzipDlg::OnLButtonDown(UINT nFlags, CPoint point); /*按鼠标左键取消表格控件选中文件*/

主对话框中加入MSFlexGrid X控件，用于显示ZIP文件目录。

程序要使用zlib1.dll这个动态链接库，将deflateInit、deflate、deflateEnd、inflateInit、inflate、inflateEnd这6个函数引用到用户程序后使用。

为避免压缩文件数量众多或文件太大时应用程序失去用户响应，使用工作线程进行压缩、解压、删除操作，通过全局变量传递所用参数，使用消息发送机制输出执行结果。

选择文件时使用递归查找目录下子目录中所有文件；其它还包括CRC码生成；判定文件是否文本文件；在指定路径下循环建立子目录等相关函数；具体代码可参见源程序。

使用6个字节的数组保存ZLIB中开头2个字节和结尾4个字节，这6个字节保存在中心目录的注释字段中。只要能准确地保存和读取ZLIB流中这6个字节，就能够完成ZIP文件压缩和解压功能。

在弄清楚ZIP文件结构基础上，可以较容易地编写实现压缩、解压、删除、和查看这4项ZIP文件中最基本的功能的源代码。下面分别进行详述：

因代码太长，不便全部列出，故只对实现的步骤进行描述，具体代码可参见源程序。

压缩部分操作步骤为：

（1）将zlib1.dll中3个压缩函数引入

（2）打开ZIP文件fp1用于读

（3）打开一个不带扩展名的ZIP文件fp2用于读写

（4）从fp1中取中心目录初始偏移

（5）将fp1中开始至中心目录前数据全部拷入fp2中（这部分是zip文件中原来的分文件数据）

（6）将要加入文件逐个写入fp2中（首先写入分文件头信息，然后是分文件头数据，如果压缩方式是不压缩，则直接写入，如果压缩方式是deflate压缩，则调用deflate函数进行压缩后写入）

（7）将原ZIP文件中心目录写入fp2

（8）逐个将新加入文件中心目录写入fp2（注意如压缩方式为deflate，则要向该文件注释中写入zlib流中头两个字节和末尾4个字节，以便于以后解压缩）

（9）更新fp2的中心目录记录结束符

（10）关闭fp1,fp2，并将fp2改名为原ZIP文件

解压操作步骤为：

（1）将zlib1.dll中3个解压函数引入

（2）建立解压目录

（3）打开ZIP文件fp1用于读

（4）逐个从ZIP文件中心目录中取要解出文件名称，偏移量等信息，将该文件从ZIP文件中提取出来，并写到解压路径下（如压缩方式为不压缩，则直接读取并写入，如压缩方式为deflate，，则调用inflate函数解压后再写入，该文件注释中有zlib流中开始2个字节和末尾两个字节，结合文件注释将zlib流拼完整就可顺利解压，文件写完后还要设置文件属性和进行CRC校验）

（5）关闭fp1

删除部分操作步骤为：

（1）打开ZIP文件fp1用于读

（2）打开不带扩展名的ZIP文件fp2用于写

（3）逐个查找fp1中心目录，如果发现该文件不是要删除的文件，则将文件fp1指针移到该分文件偏移处，将该分文件数据写入fp2，如果发现该文件是要删除的文件，则继续查找fp1中心目录的下一条记录

（4）更新fp2中心目录

（5）更新fp2中心目录记录结束符

（6）关闭fp1，fp2，将fp2改名为原ZIP文件

查看ZIP文件目录操作步骤为：

（1）打开ZIP文件fp1

（2）找到中心目录，并逐个读取文件目录信息（包括文件名、修改时间、原始大小、压缩后大小、文件属性、文件路径、CRC校验码、相对偏移）。并将读出信息写到主对话框MSFlexGrid控件列表中

（3）关闭fp1

四、结语

经过以上一系列工作，本程序开发成功。本程序可以生成符合ZIP文件结构规范的压缩文件，也可顺利地从ZIP文件中解压文件、从ZIP文件中删除文件、查看ZIP文件目录。程序已通过大量严格测试，验证了在各种可能的输入下输出结果的正确性。