huffman的编码java版
来源:互联网 发布:linux查找文件名称 编辑:程序博客网 时间:2024/04/30 06:07
//哈夫曼树的结点类
public class HaffNode {
int weight; //权值
int parent ;//他的双亲
int flag ;//标志,是否为叶子节点
int leftChild; //他的左孩子
int rightChild;//他的右孩子
HaffNode()
{
}
public int getWeight() {
return weight;
}
public void setWeight(int weight) {
this.weight = weight;
}
public int getParent() {
return parent;
}
public void setParent(int parent) {
this.parent = parent;
}
public int getFlag() {
return flag;
}
public void setFlag(int flag) {
this.flag = flag;
}
public int getLeftChild() {
return leftChild;
}
public void setLeftChild(int leftChild) {
this.leftChild = leftChild;
}
public int getRightChild() {
return rightChild;
}
public void setRightChild(int rightChild) {
this.rightChild = rightChild;
}
}
package huffman;
//哈夫曼编码类
public class Code {
int[] bit; //编码的数组
int start; //编码的开始下标
int weight; //权值
Code(int n){
bit = new int[n];
start = n-1;
}
}
package huffman;
//哈夫曼树类
public class HaffmanTree {
//最大权值
static final int MAXVALUE=1000;
int nodeNum ; //叶子结点个数
public HaffmanTree(int n)
{
this.nodeNum = n;
}
//构造哈夫曼树算法
public void haffman(int[] weight,HaffNode[] nodes)//权值数组,所有节点数组
{
int n = this.nodeNum;
//m1,m2,表示最小的两个权值,x1,x2,表示最小两个权值对应的编号,m1表示最小,m2表示次小
int m1,m2,x1,x2;
//初始化所有的结点,对应有n个叶子结点的哈夫曼树,有2n-1个结点。
for(int i=0;i < 2*n-1;i++)
{
HaffNode temp = new HaffNode();
//初始化n个叶子结点,就是输入的节点。0、1、2、3是叶子节点也是输入的节点
if(i < n)
{
temp.weight = weight[i];
}
else
{
temp.weight = 0;
}
temp.parent = 0;
temp.flag = 0;
temp.leftChild = -1;
temp.rightChild = -1;
nodes[i] = temp;
}
for(int i=0;i<n-1;i++){//初始化n-1个非叶子结点,n-1表示要循环n-1次求的n-1个数。
m1 = m2 = MAXVALUE;
x1 = x2 =0;
for(int j=0;j< n+i;j++)//求得这n-1个数时,每次都是从0到n+i-1,并且flag=0的,flag=1表示已经加入到二叉树。
{ //以下2步是找出权值最小的2个
if(nodes[j].weight<m1 && nodes[j].flag==0)//if成立了else、else if就不进去了。
{
//m1,x1初始值为第一个元素,后面如果比m1要小,则m1指向更小的,原来m1指向的现在由m2指向,
//如果后面比m1大比m2小,则m2指向这个比m1大比m2小的,
//也就是说m1指向最小的,m2指向第2小的。
m2 = m1;
x2 = x1;
m1 = nodes[j].weight;
x1 = j;
}else if(nodes[j].weight<m2 && nodes[j].flag ==0)
{
m2 = nodes[j].weight;
x2 = j;
}
}
//将权值最小的2个组合成一个2插树
nodes[x1].parent = n+i;
nodes[x2].parent = n+i;
nodes[x1].flag = 1;
nodes[x2].flag = 1;
nodes[n+i].weight = nodes[x1].weight + nodes[x2].weight;
nodes[n+i].leftChild = x1;
nodes[n+i].rightChild = x2;
}
/*
初始化数组之后:[1,3,5,7,4,9,16]
编码:100、101、11、0
*/
}
//哈弗曼编码算法
public void haffmanCode(HaffNode[] nodes,Code[] haffCode)
{
int n = this.nodeNum;
Code code = new Code(n);//4
int child,parent;
for(int i=0;i<n; i++)//给前面n个输入的节点进行编码
{
code.start = n-1;//3
code.weight = nodes[i].weight;//1
child = i;//0
parent = nodes[child].parent;
//从叶子节点向上走来生成编码,画图即可。
while(parent!=0)
{
if(nodes[parent].leftChild == child)
{
code.bit[code.start] = 0;
}
else
{
code.bit[code.start] = 1;
}
code.start--;
child = parent;
parent = nodes[child].parent;
}
Code temp = new Code(n);
for(int j=code.start+1;j < n;j++)
{
temp.bit[j] = code.bit[j];
}
temp.weight = code.weight;
temp.start = code.start;
haffCode[i] = temp;
}
}
}
package huffman;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
int n = 4;
int[] weight = {1,3,5,7};
HaffmanTree haffTree = new HaffmanTree(n);
HaffNode[] nodes = new HaffNode[2*n-1];
Code[] codes = new Code[n];
//构造哈夫曼树
haffTree.haffman(weight, nodes);
//生成哈夫曼编码
haffTree.haffmanCode(nodes, codes);
//打印哈夫曼编码
for(int i=0;i<n;i++)
{
System.out.print("Weight="+codes[i].weight+" Code=");
for(int j=codes[i].start+1;j<n;j++)
{
System.out.print(codes[i].bit[j]);
}
System.out.println();
}
}
}
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