39. Dáta zo súboru a kompresia: FILE, PACK, Unpack, zbalené texty

Rozšírenie action26; programy začínajú riadkom ;@modern (kapitola 35).

Na čo to je

Hra potrebuje obrázky, mapy úrovní a texty. Prepisovať ich do zdrojáka ako čísla v hranatých zátvorkách je otrava. A keď ich je veľa, do pamäte Atari sa nezmestia.

• FILE vloží do programu obsah súboru tak, ako je.
• PACK ho vloží zbalený (komprimovaný) – zaberie menej a program si ho za behu rozbalí.
• Zbalené texty šetria miesto pri hrách s množstvom textu.

FILE: súbor ako pole

Ako sa to píše

BYTE ARRAY meno=FILE "súbor"
BYTE ARRAY meno=FILE "súbor" odkiaľ koľko

Prekladač súbor prečíta pri preklade a jeho bajty sa stanú počiatočnými hodnotami poľa. Nepovinné čísla vyberú len časť súboru: od ktorého bajtu a koľko bajtov.

Súbor sa hľadá ako pri INCLUDE – vedľa zdrojáka a v priečinkoch z voľby -I.

Celý program

Súbor examples/motto.txt obsahuje jeden riadok textu ukončený znakom ~:

Action! is fast, small and readable.~

Súbor examples/m-file.act:

;@modern
; FILE: the bytes of a file become part of the program

BYTE ARRAY motto=FILE "motto.txt"

PROC Main()
  PrintU(motto, '~)          ; the text in the file ends with ~
  PutE()
RETURN

action26 m-file.act --sim

Action! is fast, small and readable.

Ako to funguje

Po preklade je text súčasťou programu – na Atari už súbor motto.txt netreba. Pole motto má toľko prvkov, koľko mal súbor bajtov. Vypisuje sa cez PrintU (kapitola 36), lebo to nie je reťazec s dĺžkovým bajtom.

Najčastejšie sa takto vkladajú obrázky: BYTE ARRAY picture=FILE "title.mic" a potom MoveBlock do pamäte obrazovky.

PACK a Unpack: zbalené dáta

Ako sa to píše

BYTE ARRAY meno=PACK FILE "súbor"
BYTE ARRAY meno=PACK [čísla]

veľkosť=Unpack(meno, kam)

PACK pred zdrojom dát povie prekladaču, aby ich uložil zbalené. Unpack ich za behu rozbalí na adresu kam a vráti, koľko bajtov rozbalil. Cieľ musí mať miesto na celé rozbalené dáta.

Spôsob balenia vyberie prekladač sám – ten, s ktorým je celý program najmenší. Dá sa aj predpísať: PACK RLE … alebo PACK ZX02 ….

Celý program

Súbor frame.dat má 240 bajtov: šesť riadkov po 40 znakov, ktoré tvoria rám.

Súbor examples/m-pack.act:

;@modern
; PACK: data stored packed, unpacked when the program runs

BYTE ARRAY packed=PACK FILE "frame.dat"    ; 240 bytes: 6 rows of 40

BYTE ARRAY picture(240)

PROC Main()
  CARD size, i

  size=Unpack(packed, picture)
  Print("Unpacked bytes: ")
  PrintCE(size)

  FOR i=0 TO size-1
  DO
    Put(picture(i))
    IF i MOD 40=39 THEN
      PutE()
    FI
  OD
RETURN

action26 m-pack.act --sim

Unpacked bytes: 240
########################################
#                                      #
#                                      #
#          ******************          #
#                                      #
########################################

Ako to funguje

S voľbou --verbose prekladač povie, čo spravil:

action26: PACK packed: ZX02, 240 -> 23 bytes

240 bajtov sa zbalilo do 23. Dáta s dlhými úsekmi rovnakých bajtov – a také sú obrázky aj mapy – sa balia veľmi dobre.

Kedy sa to oplatí. K zbaleným dátam sa do programu pribalí rozbaľovacia rutina (asi 140 až 470 bajtov podľa spôsobu balenia). Pri 240 bajtoch dát je teda program so PACK v skutočnosti väčší ako s obyčajným FILE. Pri obrázku cez celú obrazovku je to naopak: 7680 bajtov sa zbalí na niekoľko stoviek. Prekladač to pri automatickom výbere počíta – keď sa balenie neoplatí, uloží dáta nezbalené.

Zbalené texty

Na čo to je

Textová hra má desiatky viet, v ktorých sa opakujú tie isté slová. Zbalené texty ukladajú najčastejšie dvojice znakov do spoločného slovníka a v textoch ich nahrádzajú jedným bajtom.

Ako sa to píše

CHAR ARRAY meno=PACK "text"

PrintPacked(meno)            ; vypíše
PrintPackedE(meno)           ; vypíše a ukončí riadok
PrintPackedE("text")         ; text priamo vo volaní sa zbalí tiež
UnpackText(meno, reťazec)    ; rozbalí do obyčajného reťazca

Celý program

Súbor examples/m-texts.act:

;@modern
; Packed texts: the words that repeat are stored once

CHAR ARRAY hall=PACK "You are in the hall of an old house. There is a door to the north."
CHAR ARRAY kitchen=PACK "You are in the kitchen of an old house. There is a door to the south."

PROC Main()
  CHAR ARRAY plain(100)

  PrintPackedE(hall)
  PrintPackedE(kitchen)
  PrintPackedE("You are in the garden of an old house. There is a door to the west.")

  UnpackText(hall, plain)    ; into an ordinary string
  Print("The first text has ")
  PrintB(plain(0))
  PrintE(" characters.")
RETURN

action26 m-texts.act --sim

You are in the hall of an old house. There is a door to the north.
You are in the kitchen of an old house. There is a door to the south.
You are in the garden of an old house. There is a door to the west.
The first text has 66 characters.

Ako to funguje

S --verbose:

action26: PACK texts: 3 text(s), 205 -> 121 bytes with the dictionary of 40 pair(s)

Tri vety majú spolu 205 znakov a zaberú 121 bajtov vrátane slovníka. Čím viac textov a čím viac sa v nich slová opakujú, tým väčšia úspora.

Zbalený text nie je reťazec Action!: Print, SCompare ani indexovanie s ním nefungujú. Vypisuje sa rutinami PrintPacked…; keď ho potrebuješ ako reťazec, rozbaľ ho cez UnpackText.

Texty v samostatnom súbore

Texty hry sa pohodlnejšie píšu do obyčajného textového súboru, jeden text na riadok. Zbalí ho nástroj:

action26 --pack-text rooms.txt rooms.ptx

action26: rooms.txt -> rooms.ptx (3 text(s), 68 -> 60 bytes, 13 pair(s) in the dictionary)

V programe:

BYTE ARRAY rooms=FILE "rooms.ptx"

UsePackedTexts(rooms)                ; odteraz platí slovník tohto súboru
PrintPackedE(PackedText(rooms, 2))   ; text číslo 2 (číslujú sa od 0)

UsePackedTexts(0) prepne späť na slovník textov napísaných v programe.

Formát 2: menej miesta pri mnohých textoch

Hra s celými stovkami textov ušetrí ešte viac, keď ich zbalí vo formáte 2:

action26 --pack-text2 rooms.txt rooms.pt2

Formát 2 robí dve veci inak:

• Kód dostanú len znaky, ktoré v textoch naozaj sú. Ostatné kódy idú na dvojice – a čím viac dvojíc, tým kratšie texty.
• Súbor si nepamätá miesto každého textu, len každého šestnásteho. Ostatné nájde tak, že preskočí najviac 15 textov pred hľadaným.

V programe sa používajú rutiny s dvojkou na konci:

BYTE ARRAY rooms=FILE "rooms.pt2"

UsePackedTexts2(rooms)                ; odteraz platia texty tohto súboru
PrintPackedE(PackedText2(rooms, 2))   ; text číslo 2

UsePackedTexts2(0) prepne späť na texty napísané v programe. UsePackedTexts2 vezme aj súbor z obyčajného --pack-text; pre ten ostáva PackedText.

Kedy sa to oplatí? Rutiny formátu 2 sú o asi 200 bajtov väčšie a tabuľka znakov tiež niečo stojí, takže pár krátkych viet (ako v rooms.txt hore) vyjde vo formáte 2 dokonca väčších. Pri textoch celej hry je to naopak – napríklad 814 textov hry Ataristův protiútok zaberie 24 814 bajtov namiesto 26 726, o 7 % menej.

Nástroje na príkazovom riadku

Dáta sa dajú zbaliť aj mimo programu – napríklad súbor, ktorý si program načíta z diskety:

action26 --pack frame.dat frame.pak

action26: frame.dat -> frame.pak (RLE+, rows of 40, 240 -> 15 bytes, 6%)

Takto zbalený súbor rozbalí na Atari tá istá rutina Unpack, keď ho program načíta do pamäte.

Keď meno výstupu končí na .w8p, vznikne súbor vo formáte W8P – formát obrázkov z programu mic2w8p, používaný v niektorých hrách. Na Atari ho rozbalia rutiny UnpackW8P(súbor, kam, najviac) z pamäte a UnpackW8PD(kanál, kam, najviac) z otvoreného súboru.

Prehľad rutín

Časté chyby

Vyskúšaj si

1. Zmeň obsah motto.txt a prelož m-file.act znova. Musel si meniť program?
2. Prelož m-pack.act s --verbose a potom s PACK RLE FILE …. Ktorý spôsob dal menšie dáta?
3. Pridaj do m-texts.act ďalšie tri vety o miestnostiach a sleduj vo --verbose, ako sa mení pomer.

Zhrnutie

• =FILE "súbor" vloží bajty súboru do poľa pri preklade.
• =PACK … ich vloží zbalené; Unpack(pole, kam) ich rozbalí.
• Balenie sa oplatí pri väčších dátach – rozbaľovacia rutina tiež niečo zaberá.
• CHAR ARRAY t=PACK "text" je zbalený text; vypisuje sa cez PrintPacked….
• --pack, --unpack a --pack-text robia to isté so súbormi na PC; --pack-text2 zbalí veľa textov tesnejšie.

Podrobnejšie: lekcie 38 až 45 v examples/modern/.

Späť: 38. Skrytá pamäť · Ďalej: 40. Hráči a strely