20182324 2019-2020-1 《数据结构与面向对象程序设计》哈夫曼编码测试报告

20182324 2019-2020-1 《数据结构与面向对象程序设计》哈夫曼编码测试报告

课程:《程序设计与数据结构》
班级: 1823
姓名: yyh
学号: 20182324
课程教师:王志强
测试日期:2019年11月22日
必修/选修: 必修

1.测试内容

设有字符集: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}。

给定一个包含26个英文字母的文件,统计每个字符出现的概率,根据计算的概率构造一颗哈夫曼树。

并完成对英文文件的编码和解码。

要求:

  • (1)准备一个包含 26 个英文字母的英文文件(可以不包含标点符号等),统计各个字符的概率

  • (2)构造哈夫曼树

  • (3)对英文文件进行编码,输出一个编码后的文件

  • (4)对编码文件进行解码,输出一个解码后的文件

  • (5)撰写博客记录实验的设计和实现过程,并将源代码传到码云

  • (6)把实验结果截图上传到云班课

2. 实验过程及结果

  • (1)事先准备好一个包含 26 个英文字母的文本文件,相对路径为src\HuffmanTree.txt,使用读写流将其内容读出并存储英文字母出现的个数。

      File file = new File("src\\HuffmanTree.txt");
      if (!file.exists())
      {
          file.createNewFile();
      }
      BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(file));
      String s;
      String message = "";
    
      while((s = br.readLine()) != null)
      {
          message += s; 
      }
    
      String[] result = message.split("");
      for (int n = 0;n < result.length; n++){
          for (int i = 0; i < 27; i++){
              if (result[n].equals(list.get(i))){
                  number[i] += 1;
              }
          }
      }
    
  • (2)构造 HuffmanTree

      while (nodes.size() > 1)
      {
          Collections.unmodifiableList(nodes);
    
          HuffmanNode left = nodes.get(nodes.size() - 2);
          left.setCode("0");  //左子树置为 0
          HuffmanNode right = nodes.get(nodes.size() - 1);
          right.setCode("1");  //右子树置为 1
          HuffmanNode parent = new HuffmanNode(null, left.getLength() + right.getLength());
          parent.setLeft(left);
          parent.setRight(right);
          nodes.remove(left);
          nodes.remove(right);
          nodes.add(parent);
      }
    
  • (3)将 26 个英文字母出现的次数与文本总字数相除,使用DecimalFormat规范小数位,输出各字母出现的概率。

      List<HuffmanNode> nodeList = new ArrayList<HuffmanNode>();
      DecimalFormat df = new DecimalFormat( "0.0000000");
      double wei;
      double sum = result.length;
    
      for(int i = 0;i < 27;i++)
      {
          wei = ((double) number[i]/sum);
          System.out.println(list.get(i) + "出现" + number[i] + "次,概率为" + df.format(wei));
          nodeList.add(new HuffmanNode(list.get(i),number[i]));
      }
    
  • (4)将 Huffman 树中的内容进行编码。

      List<HuffmanNode> list = new ArrayList<HuffmanNode>();
      Queue<HuffmanNode> queue = new ArrayDeque<HuffmanNode>();
    
      if (root != null)
      {
          queue.offer(root);
          root.getLeft().setCode(root.getCode() + "0");
          root.getRight().setCode(root.getCode() + "1");
      }
    
      while (!queue.isEmpty())
      {
          list.add(queue.peek());
          HuffmanNode node = queue.poll();
          if (node.getLeft() != null)
          {
              node.getLeft().setCode(node.getCode() + "0");
          }
          if (node.getRight() != null)
          {
              node.getRight().setCode(node.getCode() + "1");
          }
    
          if (node.getLeft() != null)
          {
              queue.offer(node.getLeft());
          }
    
          if (node.getRight() != null)
          {
              queue.offer(node.getRight());
          }
      }
    
  • (5)对源文件进行编解码操作,并分别输出结果。

      HuffmanTree huffmanTree = new HuffmanTree();
      HuffmanNode node = createTree(nodeList);
      List<HuffmanNode> inlist = new ArrayList<HuffmanNode>();
      inlist = huffmanTree.breadth(node);
    
      String[] name = new String[number.length];
      String[] code = new String[number.length];
    
      File file1 = new File("src\\Huffman编码文件.txt");
      File file2 = new File("src\\Huffman解码文件.txt");
      FileWriter fileWriter1 = new FileWriter(file1);
      FileWriter fileWriter2 = new FileWriter(file2);
    
  • 最终运行结果如图所示:

posted @ 2019-11-23 17:11  Lolipop  阅读(110)  评论(0编辑  收藏