单军华
2017-07-12 20d1260d26b028897f3c0935c12fc35aa37b2e93
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
/*
 * Copyright 2014 ZXing authors
 *
 * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
 * you may not use this file except in compliance with the License.
 * You may obtain a copy of the License at
 *
 *      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
 *
 * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
 * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
 * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
 * See the License for the specific language governing permissions and
 * limitations under the License.
 */
 
#import "ZXAztecHighLevelEncoder.h"
#import "ZXAztecState.h"
#import "ZXByteArray.h"
 
NSArray *ZX_AZTEC_MODE_NAMES = nil;
 
const int ZX_AZTEC_MODE_UPPER = 0; // 5 bits
const int ZX_AZTEC_MODE_LOWER = 1; // 5 bits
const int ZX_AZTEC_MODE_DIGIT = 2; // 4 bits
const int ZX_AZTEC_MODE_MIXED = 3; // 5 bits
const int ZX_AZTEC_MODE_PUNCT = 4; // 5 bits
 
// The Latch Table shows, for each pair of Modes, the optimal method for
// getting from one mode to another.  In the worst possible case, this can
// be up to 14 bits.  In the best possible case, we are already there!
// The high half-word of each entry gives the number of bits.
// The low half-word of each entry are the actual bits necessary to change
const int ZX_AZTEC_LATCH_TABLE[][5] = {
  {
    0,
    (5 << 16) + 28,              // UPPER -> LOWER
    (5 << 16) + 30,              // UPPER -> DIGIT
    (5 << 16) + 29,              // UPPER -> MIXED
    (10 << 16) + (29 << 5) + 30, // UPPER -> MIXED -> PUNCT
  },
  {
    (9 << 16) + (30 << 4) + 14,  // LOWER -> DIGIT -> UPPER
    0,
    (5 << 16) + 30,              // LOWER -> DIGIT
    (5 << 16) + 29,              // LOWER -> MIXED
    (10 << 16) + (29 << 5) + 30, // LOWER -> MIXED -> PUNCT
  },
  {
    (4 << 16) + 14,              // DIGIT -> UPPER
    (9 << 16) + (14 << 5) + 28,  // DIGIT -> UPPER -> LOWER
    0,
    (9 << 16) + (14 << 5) + 29,  // DIGIT -> UPPER -> MIXED
    (14 << 16) + (14 << 10) + (29 << 5) + 30,
    // DIGIT -> UPPER -> MIXED -> PUNCT
  },
  {
    (5 << 16) + 29,              // MIXED -> UPPER
    (5 << 16) + 28,              // MIXED -> LOWER
    (10 << 16) + (29 << 5) + 30, // MIXED -> UPPER -> DIGIT
    0,
    (5 << 16) + 30,              // MIXED -> PUNCT
  },
  {
    (5 << 16) + 31,              // PUNCT -> UPPER
    (10 << 16) + (31 << 5) + 28, // PUNCT -> UPPER -> LOWER
    (10 << 16) + (31 << 5) + 30, // PUNCT -> UPPER -> DIGIT
    (10 << 16) + (31 << 5) + 29, // PUNCT -> UPPER -> MIXED
    0,
  },
};
 
// A reverse mapping from [mode][char] to the encoding for that character
// in that mode.  An entry of 0 indicates no mapping exists.
const int ZX_AZTEC_CHAR_MAP_HEIGHT = 5;
const int ZX_AZTEC_CHAR_MAP_WIDTH = 256;
static int ZX_AZTEC_CHAR_MAP[ZX_AZTEC_CHAR_MAP_HEIGHT][ZX_AZTEC_CHAR_MAP_WIDTH];
 
// A map showing the available shift codes.  (The shifts to BINARY are not
// shown
int ZX_AZTEC_SHIFT_TABLE[ZX_AZTEC_SHIFT_TABLE_SIZE][ZX_AZTEC_SHIFT_TABLE_SIZE];
 
@interface ZXAztecHighLevelEncoder ()
 
@property (nonatomic, assign, readonly) ZXByteArray *text;
 
@end
 
@implementation ZXAztecHighLevelEncoder
 
+ (void)load {
  ZX_AZTEC_MODE_NAMES = @[@"UPPER", @"LOWER", @"DIGIT", @"MIXED", @"PUNCT"];
 
  memset(ZX_AZTEC_CHAR_MAP, 0, ZX_AZTEC_CHAR_MAP_HEIGHT * ZX_AZTEC_CHAR_MAP_WIDTH * sizeof(int));
  ZX_AZTEC_CHAR_MAP[ZX_AZTEC_MODE_UPPER][' '] = 1;
  for (int c = 'A'; c <= 'Z'; c++) {
    ZX_AZTEC_CHAR_MAP[ZX_AZTEC_MODE_UPPER][c] = c - 'A' + 2;
  }
  ZX_AZTEC_CHAR_MAP[ZX_AZTEC_MODE_LOWER][' '] = 1;
  for (int c = 'a'; c <= 'z'; c++) {
    ZX_AZTEC_CHAR_MAP[ZX_AZTEC_MODE_LOWER][c] = c - 'a' + 2;
  }
  ZX_AZTEC_CHAR_MAP[ZX_AZTEC_MODE_DIGIT][' '] = 1;
  for (int c = '0'; c <= '9'; c++) {
    ZX_AZTEC_CHAR_MAP[ZX_AZTEC_MODE_DIGIT][c] = c - '0' + 2;
  }
  ZX_AZTEC_CHAR_MAP[ZX_AZTEC_MODE_DIGIT][','] = 12;
  ZX_AZTEC_CHAR_MAP[ZX_AZTEC_MODE_DIGIT]['.'] = 13;
 
  const int mixedTable[] = {
    '\0', ' ', '\1', '\2', '\3', '\4', '\5', '\6', '\7', '\b', '\t', '\n',
    '\13', '\f', '\r', '\33', '\34', '\35', '\36', '\37', '@', '\\', '^',
    '_', '`', '|', '~', '\177'
  };
  for (int i = 0; i < sizeof(mixedTable) / sizeof(int); i++) {
    ZX_AZTEC_CHAR_MAP[ZX_AZTEC_MODE_MIXED][mixedTable[i]] = i;
  }
 
  const int punctTable[] = {
    '\0', '\r', '\0', '\0', '\0', '\0', '!', '\'', '#', '$', '%', '&', '\'',
    '(', ')', '*', '+', ',', '-', '.', '/', ':', ';', '<', '=', '>', '?',
    '[', ']', '{', '}'
  };
  for (int i = 0; i < sizeof(punctTable) / sizeof(int); i++) {
    if (punctTable[i] > 0) {
      ZX_AZTEC_CHAR_MAP[ZX_AZTEC_MODE_PUNCT][punctTable[i]] = i;
    }
  }
 
  memset(ZX_AZTEC_SHIFT_TABLE, -1, ZX_AZTEC_SHIFT_TABLE_SIZE * ZX_AZTEC_SHIFT_TABLE_SIZE * sizeof(int));
  ZX_AZTEC_SHIFT_TABLE[ZX_AZTEC_MODE_UPPER][ZX_AZTEC_MODE_PUNCT] = 0;
 
  ZX_AZTEC_SHIFT_TABLE[ZX_AZTEC_MODE_LOWER][ZX_AZTEC_MODE_PUNCT] = 0;
  ZX_AZTEC_SHIFT_TABLE[ZX_AZTEC_MODE_LOWER][ZX_AZTEC_MODE_UPPER] = 28;
 
  ZX_AZTEC_SHIFT_TABLE[ZX_AZTEC_MODE_MIXED][ZX_AZTEC_MODE_PUNCT] = 0;
 
  ZX_AZTEC_SHIFT_TABLE[ZX_AZTEC_MODE_DIGIT][ZX_AZTEC_MODE_PUNCT] = 0;
  ZX_AZTEC_SHIFT_TABLE[ZX_AZTEC_MODE_DIGIT][ZX_AZTEC_MODE_UPPER] = 15;
}
 
- (id)initWithText:(ZXByteArray *)text {
  if (self = [super init]) {
    _text = text;
  }
 
  return self;
}
 
- (ZXBitArray *)encode {
  NSArray *states = @[[ZXAztecState initialState]];
  for (int index = 0; index < self.text.length; index++) {
    int pairCode;
    int nextChar = index + 1 < self.text.length ? self.text.array[index + 1] : 0;
    switch (self.text.array[index]) {
      case '\r':
        pairCode = nextChar == '\n' ? 2 : 0;
        break;
      case '.' :
        pairCode = nextChar == ' '  ? 3 : 0;
        break;
      case ',' :
        pairCode = nextChar == ' ' ? 4 : 0;
        break;
      case ':' :
        pairCode = nextChar == ' ' ? 5 : 0;
        break;
      default:
        pairCode = 0;
    }
    if (pairCode > 0) {
      // We have one of the four special PUNCT pairs.  Treat them specially.
      // Get a new set of states for the two new characters.
      states = [self updateStateListForPair:states index:index pairCode:pairCode];
      index++;
    } else {
      // Get a new set of states for the new character.
      states = [self updateStateListForChar:states index:index];
    }
  }
  // We are left with a set of states.  Find the shortest one.
  ZXAztecState *minState = [[states sortedArrayUsingComparator:^NSComparisonResult(ZXAztecState *a, ZXAztecState *b) {
    return a.bitCount - b.bitCount;
  }] firstObject];
  // Convert it to a bit array, and return.
  return [minState toBitArray:self.text];
}
 
// We update a set of states for a new character by updating each state
// for the new character, merging the results, and then removing the
// non-optimal states.
- (NSArray *)updateStateListForChar:(NSArray *)states index:(int)index {
  NSMutableArray *result = [NSMutableArray array];
  for (ZXAztecState *state in states) {
    [self updateStateForChar:state index:index result:result];
  }
  return [self simplifyStates:result];
}
 
// Return a set of states that represent the possible ways of updating this
// state for the next character.  The resulting set of states are added to
// the "result" list.
- (void)updateStateForChar:(ZXAztecState *)state index:(int)index result:(NSMutableArray *)result {
  unichar ch = (unichar) (self.text.array[index] & 0xFF);
  BOOL charInCurrentTable = ZX_AZTEC_CHAR_MAP[state.mode][ch] > 0;
  ZXAztecState *stateNoBinary = nil;
  for (int mode = 0; mode <= ZX_AZTEC_MODE_PUNCT; mode++) {
    int charInMode = ZX_AZTEC_CHAR_MAP[mode][ch];
    if (charInMode > 0) {
      if (!stateNoBinary) {
        // Only create stateNoBinary the first time it's required.
        stateNoBinary = [state endBinaryShift:index];
      }
      // Try generating the character by latching to its mode
      if (!charInCurrentTable || mode == state.mode || mode == ZX_AZTEC_MODE_DIGIT) {
        // If the character is in the current table, we don't want to latch to
        // any other mode except possibly digit (which uses only 4 bits).  Any
        // other latch would be equally successful *after* this character, and
        // so wouldn't save any bits.
        ZXAztecState *latch_state = [stateNoBinary latchAndAppend:mode value:charInMode];
        [result addObject:latch_state];
      }
      // Try generating the character by switching to its mode.
      if (!charInCurrentTable && ZX_AZTEC_SHIFT_TABLE[state.mode][mode] >= 0) {
        // It never makes sense to temporarily shift to another mode if the
        // character exists in the current mode.  That can never save bits.
        ZXAztecState *shift_state = [stateNoBinary shiftAndAppend:mode value:charInMode];
        [result addObject:shift_state];
      }
    }
  }
  if (state.binaryShiftByteCount > 0 || ZX_AZTEC_CHAR_MAP[state.mode][ch] == 0) {
    // It's never worthwhile to go into binary shift mode if you're not already
    // in binary shift mode, and the character exists in your current mode.
    // That can never save bits over just outputting the char in the current mode.
    ZXAztecState *binaryState = [state addBinaryShiftChar:index];
    [result addObject:binaryState];
  }
}
 
- (NSArray *)updateStateListForPair:(NSArray *)states index:(int)index pairCode:(int)pairCode {
  NSMutableArray *result = [NSMutableArray array];
  for (ZXAztecState *state in states) {
    [self updateStateForPair:state index:index pairCode:pairCode result:result];
  }
  return [self simplifyStates:result];
}
 
- (void)updateStateForPair:(ZXAztecState *)state index:(int)index pairCode:(int)pairCode result:(NSMutableArray *)result {
  ZXAztecState *stateNoBinary = [state endBinaryShift:index];
  // Possibility 1.  Latch to ZX_AZTEC_MODE_PUNCT, and then append this code
  [result addObject:[stateNoBinary latchAndAppend:ZX_AZTEC_MODE_PUNCT value:pairCode]];
  if (state.mode != ZX_AZTEC_MODE_PUNCT) {
    // Possibility 2.  Shift to ZX_AZTEC_MODE_PUNCT, and then append this code.
    // Every state except ZX_AZTEC_MODE_PUNCT (handled above) can shift
    [result addObject:[stateNoBinary shiftAndAppend:ZX_AZTEC_MODE_PUNCT value:pairCode]];
  }
  if (pairCode == 3 || pairCode == 4) {
    // both characters are in DIGITS.  Sometimes better to just add two digits
    ZXAztecState *digit_state = [[stateNoBinary
                             latchAndAppend:ZX_AZTEC_MODE_DIGIT value:16 - pairCode]  // period or comma in DIGIT
                            latchAndAppend:ZX_AZTEC_MODE_DIGIT value:1];             // space in DIGIT
    [result addObject:digit_state];
  }
  if (state.binaryShiftByteCount > 0) {
    // It only makes sense to do the characters as binary if we're already
    // in binary mode.
    ZXAztecState *binaryState = [[state addBinaryShiftChar:index] addBinaryShiftChar:index + 1];
    [result addObject:binaryState];
  }
}
 
- (NSArray *)simplifyStates:(NSArray *)states {
  NSMutableArray *result = [NSMutableArray array];
  for (ZXAztecState *newState in states) {
    BOOL add = YES;
    NSArray *resultCopy = [NSArray arrayWithArray:result];
    for (ZXAztecState *oldState in resultCopy) {
      if ([oldState isBetterThanOrEqualTo:newState]) {
        add = NO;
        break;
      }
      if ([newState isBetterThanOrEqualTo:oldState]) {
        [result removeObject:oldState];
      }
    }
    if (add) {
      [result addObject:newState];
    }
  }
  return result;
}
 
@end