用java写一个完整的系统具有以下功能: (11:初始化(lnitialization)。从终端读入宇符集大小口,以及口个字符和口个 权值,建立哈夫曼树,并将它存于文件hfimTree中。 (②E:编码(Encoding)。利用己建好的哈夫曼树(如不在内存,则从文件 hfinTree中读人),对文件ToBeTran中的正文进行编码,然后将结果存入文件 CodeFile T• (3)D:译码(Decoding)。利用己建好的哈夫曼树将文件CodeFile中的代码进 行译码,结果存入文件TextFile中。 (④P:打印代码文件(Print。将文件CodeFile以紧湊格式显示在终端上,每 行50个代码。同时将此字符形式的编码文件写入文件CodePrin中。 (5T:打印哈夫曼树(Treeprinting)。将已在内存中的哈夫曼树以直观的方式 (树或四入表形式)显示在终端上,同时将此字符形式的哈夫曼树写入文件 TreePrint中。

时间: 2023-06-26 22:09:29 浏览: 111
以下是一个 Java 实现的示例代码,实现了上述功能: ```java import java.io.*; import java.util.*; class HuffmanTreeNode implements Comparable<HuffmanTreeNode> { public char ch; public int freq; public HuffmanTreeNode left; public HuffmanTreeNode right; public HuffmanTreeNode(char ch, int freq) { this.ch = ch; this.freq = freq; } public HuffmanTreeNode(int freq, HuffmanTreeNode left, HuffmanTreeNode right) { this.freq = freq; this.left = left; this.right = right; } public boolean isLeaf() { return left == null && right == null; } public int compareTo(HuffmanTreeNode node) { return freq - node.freq; } } class HuffmanTree { private HuffmanTreeNode root; private Map<Character, String> codeTable; public HuffmanTree(Map<Character, Integer> freqTable) { PriorityQueue<HuffmanTreeNode> pq = new PriorityQueue<>(); for (char ch : freqTable.keySet()) { pq.offer(new HuffmanTreeNode(ch, freqTable.get(ch))); } while (pq.size() > 1) { HuffmanTreeNode left = pq.poll(); HuffmanTreeNode right = pq.poll(); pq.offer(new HuffmanTreeNode(left.freq + right.freq, left, right)); } root = pq.poll(); buildCodeTable(); } private void buildCodeTable() { codeTable = new HashMap<>(); buildCodeTable(root, ""); } private void buildCodeTable(HuffmanTreeNode node, String code) { if (node.isLeaf()) { codeTable.put(node.ch, code); } else { buildCodeTable(node.left, code + "0"); buildCodeTable(node.right, code + "1"); } } public void printTree(PrintStream out) { printTree(out, root, ""); } private void printTree(PrintStream out, HuffmanTreeNode node, String prefix) { if (node == null) { return; } out.println(prefix + (node.isLeaf() ? node.ch : "*")); printTree(out, node.left, prefix + "| "); printTree(out, node.right, prefix + "| "); } public void saveToFile(File file) throws IOException { ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(file)); oos.writeObject(root); oos.flush(); oos.close(); } public static HuffmanTree loadFromFile(File file) throws IOException, ClassNotFoundException { ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(file)); HuffmanTreeNode root = (HuffmanTreeNode) ois.readObject(); ois.close(); HuffmanTree tree = new HuffmanTree(Collections.emptyMap()); tree.root = root; tree.buildCodeTable(); return tree; } public String encode(String text) { StringBuilder sb = new StringBuilder(); for (char ch : text.toCharArray()) { sb.append(codeTable.get(ch)); } return sb.toString(); } public String decode(String code) { StringBuilder sb = new StringBuilder(); HuffmanTreeNode node = root; for (char bit : code.toCharArray()) { if (bit == '0') { node = node.left; } else { node = node.right; } if (node.isLeaf()) { sb.append(node.ch); node = root; } } return sb.toString(); } } public class HuffmanCodingSystem { private static final int LINE_WIDTH = 50; public static void main(String[] args) { Scanner scanner = new Scanner(System.in); System.out.print("Enter alphabet size: "); int size = scanner.nextInt(); scanner.nextLine(); Map<Character, Integer> freqTable = new HashMap<>(); for (int i = 0; i < size; i++) { System.out.printf("Enter character %d and its frequency: ", i + 1); char ch = scanner.nextLine().charAt(0); int freq = scanner.nextInt(); scanner.nextLine(); freqTable.put(ch, freq); } HuffmanTree tree = new HuffmanTree(freqTable); try { tree.saveToFile(new File("huffmanTree")); } catch (IOException e) { System.err.println("Error saving Huffman tree to file: " + e.getMessage()); return; } System.out.print("Enter command (E/D/P/T): "); String command = scanner.nextLine(); if (command.equalsIgnoreCase("E")) { System.out.print("Enter input file name: "); String inputFileName = scanner.nextLine(); System.out.print("Enter output file name: "); String outputFileName = scanner.nextLine(); String input = readFile(inputFileName); String code = tree.encode(input); writeFile(outputFileName, code); System.out.println("Done!"); } else if (command.equalsIgnoreCase("D")) { System.out.print("Enter input file name: "); String inputFileName = scanner.nextLine(); System.out.print("Enter output file name: "); String outputFileName = scanner.nextLine(); String code = readFile(inputFileName); String text = tree.decode(code); writeFile(outputFileName, text); System.out.println("Done!"); } else if (command.equalsIgnoreCase("P")) { System.out.print("Enter input file name: "); String inputFileName = scanner.nextLine(); System.out.print("Enter output file name: "); String outputFileName = scanner.nextLine(); String code = readFile(inputFileName); printCode(code); writeFile(outputFileName, code); System.out.println("Done!"); } else if (command.equalsIgnoreCase("T")) { tree.printTree(System.out); try { PrintWriter pw = new PrintWriter(new FileWriter("treePrint")); tree.printTree(pw); pw.close(); } catch (IOException e) { System.err.println("Error writing Huffman tree print to file: " + e.getMessage()); } } else { System.err.println("Invalid command: " + command); } } private static String readFile(String fileName) { StringBuilder sb = new StringBuilder(); try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(fileName))) { String line; while ((line = br.readLine()) != null) { sb.append(line); } } catch (IOException e) { System.err.println("Error reading file: " + e.getMessage()); } return sb.toString(); } private static void writeFile(String fileName, String content) { try (PrintWriter pw = new PrintWriter(new FileWriter(fileName))) { pw.print(content); } catch (IOException e) { System.err.println("Error writing file: " + e.getMessage()); } } private static void printCode(String code) { int i = 0; while (i < code.length()) { int j = i + LINE_WIDTH; if (j > code.length()) { j = code.length(); } System.out.println(code.substring(i, j)); i = j; } } } ``` 该程序通过命令行交互,支持以下命令: - `E`:编码。输入一个输入文件名和一个输出文件名,在输入文件中读取文本并进行编码,将编码后的结果存入输出文件。 - `D`:译码。输入一个输入文件名和一个输出文件名,在输入文件中读取编码后的文本并进行译码,将译码后的结果存入输出文件。 - `P`:打印代码文件。输入一个输入文件名和一个输出文件名,在输入文件中读取编码后的文本并以紧凑格式显示在终端上,每行50个代码,并将此编码文件写入输出文件。 - `T`:打印哈夫曼树。将已在内存中的哈夫曼树以树或表格形式显示在终端上,并将此哈夫曼树写入文件中。 该程序通过 `HuffmanTree` 类实现哈夫曼树的建立、保存和加载,通过 `encode` 和 `decode` 方法实现编码和译码,通过 `printTree` 方法实现哈夫曼树的打印。
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