java哈弗曼编码的实现

来源:互联网 发布:什么炒股软件好 编辑:程序博客网 时间:2024/06/08 11:10

//哈弗曼编码的实现类
public class HffmanCoding {
   
private int charsAndWeight[][];// [][0]是 字符,[][1]存放的是字符的权值(次数)
    private int hfmcoding[][];// 存放哈弗曼树
    private int i = 0;// 循环变量
    private String hcs[];

   
public HffmanCoding(int[][] chars) {
       
// TODO 构造方法
        charsAndWeight = new int[chars.length][2];
        charsAndWeight
= chars;
        hfmcoding
= new int[2 * chars.length - 1][4];// 为哈弗曼树分配空间
    }

   
// 哈弗曼树的实现
    public void coding() {
       
int n = charsAndWeight.length;
       
if (n == 0)
           
return;
       
int m = 2 * n - 1;
       
// 初始化哈弗曼树
        for (i = 0; i < n; i++) {
            hfmcoding[i][
0] = charsAndWeight[i][1];// 初始化哈弗曼树的权值
            hfmcoding[i][1] = 0;// 初始化哈弗曼树的根节点
            hfmcoding[i][2] = 0;// 初始化哈弗曼树的左孩子
            hfmcoding[i][3] = 0;// 初始化哈弗曼树的右孩子
        }
       
for (i = n; i < m; i++) {
            hfmcoding[i][
0] = 0;// 初始化哈弗曼树的权值
            hfmcoding[i][1] = 0;// 初始化哈弗曼树的根节点
            hfmcoding[i][2] = 0;// 初始化哈弗曼树的左孩子
            hfmcoding[i][3] = 0;// 初始化哈弗曼树的右孩子
        }

       
// 构建哈弗曼树
        for (i = n; i < m; i++) {
           
int s1[] = select(i);// 在哈弗曼树中查找双亲为零的 weight最小的节点
            hfmcoding[s1[0]][1] = i;// 为哈弗曼树最小值付双亲
            hfmcoding[s1[1]][1] = i;
            hfmcoding[i][
2] = s1[0];// 新节点的左孩子
            hfmcoding[i][3] = s1[1];// 新节点的右孩子
            hfmcoding[i][0] = hfmcoding[s1[0]][0] + hfmcoding[s1[1]][0];// 新节点的权值是左右孩子的权值之和
        }

    }

   
// 查找双亲为零的 weight最小的节点
    private int[] select(int w) {
       
// TODO Auto-generated method stub
        int s[] = { -1, -1 }, j = 0;// s1 最小权值且双亲为零的节点的序号 , i 是循环变量
        int min1 = 32767, min2 = 32767;
       
for (j = 0; j < w; j++) {
           
if (hfmcoding[j][1] == 0) {// 只在尚未构造二叉树的结点中查找(双亲为零的节点)
                if (hfmcoding[j][0] < min1) {
                    min2
= min1;
                    s[
1] = s[0];
                    min1
= hfmcoding[j][0];
                    s[
0] = j;

                }
else if (hfmcoding[j][0] < min2) {
                    min2
= hfmcoding[j][0];
                    s[
1] = j;
                }
            }
        }

       
return s;
    }

   
public String[] CreateHCode() {// 根据哈夫曼树求哈夫曼编码
        int n = charsAndWeight.length;
       
int i, f, c;
        String hcodeString
= "";
        hcs
= new String[n];
       
for (i = 0; i < n; i++) {// 根据哈夫曼树求哈夫曼编码
            c = i;
            hcodeString
= "";
            f
= hfmcoding[i][1]; // f 哈弗曼树的根节点
            while (f != 0) {// 循序直到树根结点
                if (hfmcoding[f][2] == c) {// 处理左孩子结点
                    hcodeString += "0";
                }
else {
                    hcodeString
+= "1";
                }
                c
= f;
                f
= hfmcoding[f][1];
            }
            hcs[i]
= new String(new StringBuffer(hcodeString).reverse());
        }
       
return hcs;
    }

   
public String show(String s) {// 对字符串显示编码
        String textString = "";
       
char c[];
       
int k = -1;
        c
= new char[s.length()];
        c
= s.toCharArray();// 将字符串转化为字符数组
        for (int i = 0; i < c.length; i++) {
            k
= c[i];
           
for (int j = 0; j < charsAndWeight.length; j++)
               
if (k == charsAndWeight[j][0])
                    textString
+= hcs[j];
        }
       
return textString;

    }

   
// 哈弗曼编码反编译
    public String reCoding(String s) {

        String text
= "";// 存放反编译后的字符
        int k = 0, m = hfmcoding.length - 1;// 从根节点开始查询
        char c[];
        c
= new char[s.length()];
        c
= s.toCharArray();
        k
= m;
       
for (int i = 0; i < c.length; i++) {
           
if (c[i] == '0') {
                k
= hfmcoding[k][2];// k的值为根节点左孩子的序号
                if (hfmcoding[k][2] == 0 && hfmcoding[k][3] == 0)// 判断是不是叶子节点,条件(左右孩子都为零)
                {
                    text
+= (char) charsAndWeight[k][0];
                    k
= m;
                }
            }
           
if (c[i] == '1') {
                k
= hfmcoding[k][3];// k的值为根节点右孩子的序号
                if (hfmcoding[k][2] == 0 && hfmcoding[k][3] == 0)// 判断是不是叶子节点,条件(左右孩子都为零)
                {
                    text
+= (char) charsAndWeight[k][0];
                    k
= m;
                }

            }
        }
       
return text;
    }
}

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