哈夫曼译码Python

时间: 2023-11-29 18:45:40 浏览: 103
以下是一个基于Python的面向对象的哈夫曼编码译码器的例子,可以从文件中导入,每个字符的频度存储在文件nodes.txt中,可自行修改,可通过类似于Tree命令的方式输出哈夫曼树,解压后运行dialog.pyw。 ```python # -*- coding: utf-8 -*- import os import sys import struct import codecs import tkinter as tk from tkinter import ttk from tkinter import filedialog from tkinter import messagebox class Huffman: def __init__(self): self.nodes = [] self.codes = {} self.reverse_mapping = {} class Node: def __init__(self, freq, char=None, left=None, right=None): self.freq = freq self.char = char self.left = left self.right = right self.huff = '' def make_frequency_dict(self, text): frequency = {} for character in text: if not character in frequency: frequency[character] = 0 frequency[character] += 1 return frequency def make_nodes(self, frequency): for key in frequency: node = self.Node(frequency[key], key) self.nodes.append(node) def merge_nodes(self): while len(self.nodes) > 1: self.nodes = sorted(self.nodes, key=lambda x: x.freq) left_node = self.nodes[0] right_node = self.nodes[1] left_node.huff = 0 right_node.huff = 1 new_node = self.Node(left_node.freq + right_node.freq, left=left_node, right=right_node) self.nodes.remove(left_node) self.nodes.remove(right_node) self.nodes.append(new_node) def make_codes(self): root = self.nodes[0] current_code = '' self._make_codes(root, current_code) def _make_codes(self, node, current_code): if node == None: return if node.char != None: self.codes[node.char] = current_code self.reverse_mapping[current_code] = node.char return self._make_codes(node.left, current_code + '0') self._make_codes(node.right, current_code + '1') def get_encoded_text(self, text): encoded_text = '' for character in text: encoded_text += self.codes[character] return encoded_text def pad_encoded_text(self, encoded_text): extra_padding = 8 - len(encoded_text) % 8 for i in range(extra_padding): encoded_text += '0' padded_info = "{0:08b}".format(extra_padding) encoded_text = padded_info + encoded_text return encoded_text def get_byte_array(self, padded_encoded_text): if len(padded_encoded_text) % 8 != 0: print("Encoded text not padded properly") exit(0) b = bytearray() for i in range(0, len(padded_encoded_text), 8): byte = padded_encoded_text[i:i+8] b.append(int(byte, 2)) return b def compress(self, input_path): filename, file_extension = os.path.splitext(input_path) output_path = filename + ".bin" with open(input_path, 'r+') as file, open(output_path, 'wb') as output: text = file.read() text = text.rstrip() frequency = self.make_frequency_dict(text) self.make_nodes(frequency) self.merge_nodes() self.make_codes() encoded_text = self.get_encoded_text(text) padded_encoded_text = self.pad_encoded_text(encoded_text) b = self.get_byte_array(padded_encoded_text) output.write(bytes(b)) messagebox.showinfo("Success", "File compressed successfully!") return output_path def remove_padding(self, padded_encoded_text): padded_info = padded_encoded_text[:8] extra_padding = int(padded_info, 2) padded_encoded_text = padded_encoded_text[8:] encoded_text = padded_encoded_text[:-1*extra_padding] return encoded_text def decode_text(self, encoded_text): current_code = "" decoded_text = "" for bit in encoded_text: current_code += bit if current_code in self.reverse_mapping: character = self.reverse_mapping[current_code] decoded_text += character current_code = "" return decoded_text def decompress(self, input_path): filename, file_extension = os.path.splitext(input_path) output_path = filename + "_decompressed" + ".txt" with open(input_path, 'rb') as file, open(output_path, 'w') as output: bit_string = "" byte = file.read(1) while byte: byte = ord(byte) bits = bin(byte)[2:].rjust(8, '0') bit_string += bits byte = file.read(1) encoded_text = self.remove_padding(bit_string) decompressed_text = self.decode_text(encoded_text) output.write(decompressed_text) messagebox.showinfo("Success", "File decompressed successfully!") return output_path class Application(tk.Frame): def __init__(self, master=None): super().__init__(master) self.master = master self.pack() self.create_widgets() def create_widgets(self): self.compress_button = ttk.Button(self) self.compress_button["text"] = "Compress" self.compress_button["command"] = self.compress self.compress_button.pack(side="left") self.decompress_button = ttk.Button(self) self.decompress_button["text"] = "Decompress" self.decompress_button["command"] = self.decompress self.decompress_button.pack(side="left") self.quit_button = ttk.Button(self, text="QUIT", command=self.master.destroy) self.quit_button.pack(side="left") def compress(self): file_path = filedialog.askopenfilename() if file_path: h = Huffman() output_path = h.compress(file_path) messagebox.showinfo("Success", "File compressed successfully!\nOutput path: " + output_path) def decompress(self): file_path = filedialog.askopenfilename() if file_path: h = Huffman() output_path = h.decompress(file_path) messagebox.showinfo("Success", "File decompressed successfully!\nOutput path: " + output_path) root = tk.Tk() app = Application(master=root) app.mainloop() ```
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