哈夫曼編碼測試

時間 2019-11-11

標籤編碼測試欄目字符編碼简体版

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哈夫曼編碼測試

測試要求

設有字符集：S={a,b,c,d,e，f,g,h,i,j,k,l,m,n.o.p.q,r,s,t,u,v,w,x,y,z}。
給定一個包含26個英文字母的文件，統計每一個字符出現的機率，根據計算的機率構造一顆哈夫曼樹。
並完成對英文文件的編碼和解碼。
要求：
- （1）準備一個包含26個英文字母的英文文件（能夠不包含標點符號等），統計各個字符的機率
- （2）構造哈夫曼樹
- （3）對英文文件進行編碼，輸出一個編碼後的文件
- （4）對編碼文件進行解碼，輸出一個解碼後的文件
- （5）撰寫博客記錄實驗的設計和實現過程，並將源代碼傳到碼雲
- （6）把實驗結果截圖上傳到雲班課

設計思路

把字符從文件中取出來，這是之前學過的IO流實現的。
統計出現的字符及頻率，將各個字符建立爲葉子結點，頻率爲結點的權值，用鏈表保存這些葉子結點。
將全部帶權值的結點按權值從小到大排列；
依次選取權值最小的結點放在樹的底部，權值小的在左邊(取出的結點至關於從這些結點的集合中剔除)；
生成一個新節點做爲這兩個結點的父節點，且父節點的權值等於這兩個結點權值之和，而後要把這個新結點放回咱們須要構成樹的結點中，繼續進行排序；
重複上述二、3步驟，直至所有節點造成一棵樹，此樹即是哈夫曼樹，最後生成的結點即爲根節點。這樣構成的哈夫曼樹，全部的存儲有信息的結點都在葉子結點上。
解碼就是在二進制字符串中匹配字符哈夫曼編碼，找到對應的字符不斷輸出。
理論上來講就是這麼幾步了。

操做過程

結點類

我是在二叉樹結點的基礎上修改一下，主要是多定義了節點的哈夫曼編碼、節點的權值。

public class HNode {

    public String code = "";// 節點的哈夫曼編碼
    public String data = "";// 節點的數據
    public int count;// 節點的權值
    public HNode left;
    public HNode right;

    public HNode(String data, int count) {
        this.data = data;
        this.count = count;
    }

    public HNode(int count, HNode lChild, HNode rChild) {
        this.count = count;
        this.left = lChild;
        this.right = rChild;
    }

    public HNode getLeft() {
        return left;
    }

    public void setLeft(HNode left) {
        this.left = left;
    }

    public HNode getRight() {
        return right;
    }

    public void setRight(HNode right) {
        this.right = right;
    }
}

哈夫曼樹類

確定是先構建哈夫曼樹了

第一步確定是要算出每一個字符出現的次數獲得其權值

而後對獲得的權值升序排序

private void Sort(LinkedList<HNode> nodelist) {
        for (int i = 0; i < nodelist.size() - 1; i++) {
            for (int j = i + 1; j < nodelist.size(); j++) {
                HNode temp;
                if (nodelist.get(i).count > nodelist.get(j).count) {
                    temp = nodelist.get(i);
                    nodelist.set(i, nodelist.get(j));
                    nodelist.set(j, temp);
                }
            }
        }
    }`

以後取出權值最小的兩個節點，生成一個新的父節點，刪除權值最小的兩個節點，將父節點存放到列表中，並不斷重複，直到獲得根節點。

最後就是經過遍歷獲得字符的哈夫曼編碼

在而後就是解碼了

須要解碼的二進制字符串，匹配字符哈夫曼編碼，找到對應的字符

測試類

先IO流獲得字符串

File file = new File("C:\\Users\\lenovo\\IdeaProjects\\why20172321\\src\\week10\\哈夫曼樹解碼\\hfm.txt");
        Reader reader = new FileReader(file);
        BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(reader);
        String data = bufferedReader.readLine();