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 16:09:29 浏览: 80
以下是一个Java程序,实现了上述功能: ``` import java.io.*; import java.util.*; class Node implements Comparable<Node> { char symbol; int weight; Node left, right; public Node(char symbol, int weight) { this.symbol = symbol; this.weight = weight; this.left = null; this.right = null; } public Node(Node left, Node right) { this.symbol = '\0'; this.weight = left.weight + right.weight; this.left = left; this.right = right; } public int compareTo(Node other) { return weight - other.weight; } public boolean isLeaf() { return left == null && right == null; } } class HuffmanTree { private Node root; private Map<Character, String> codes; public HuffmanTree(Map<Character, Integer> frequencyMap) { PriorityQueue<Node> pq = new PriorityQueue<>(); for (Map.Entry<Character, Integer> entry : frequencyMap.entrySet()) { pq.offer(new Node(entry.getKey(), entry.getValue())); } while (pq.size() > 1) { Node left = pq.poll(); Node right = pq.poll(); pq.offer(new Node(left, right)); } root = pq.poll(); codes = new HashMap<>(); generateCodes(root, ""); } private void generateCodes(Node node, String code) { if (node.isLeaf()) { codes.put(node.symbol, code); } else { generateCodes(node.left, code + "0"); generateCodes(node.right, code + "1"); } } public void saveToFile(String filename) throws IOException { try (DataOutputStream out = new DataOutputStream(new FileOutputStream(filename))) { writeTree(out, root); } } private void writeTree(DataOutputStream out, Node node) throws IOException { if (node.isLeaf()) { out.writeBoolean(true); out.writeChar(node.symbol); } else { out.writeBoolean(false); writeTree(out, node.left); writeTree(out, node.right); } } public static HuffmanTree loadFromFile(String filename) throws IOException { try (DataInputStream in = new DataInputStream(new FileInputStream(filename))) { Node root = readTree(in); HuffmanTree tree = new HuffmanTree(Collections.emptyMap()); tree.root = root; tree.codes = new HashMap<>(); tree.generateCodes(root, ""); return tree; } } private static Node readTree(DataInputStream in) throws IOException { boolean isLeaf = in.readBoolean(); if (isLeaf) { char symbol = in.readChar(); return new Node(symbol, 0); } else { Node left = readTree(in); Node right = readTree(in); return new Node(left, right); } } public String encode(String text) { StringBuilder sb = new StringBuilder(); for (char c : text.toCharArray()) { sb.append(codes.get(c)); } return sb.toString(); } public String decode(String code) { StringBuilder sb = new StringBuilder(); Node node = root; for (char c : code.toCharArray()) { if (c == '0') { node = node.left; } else { node = node.right; } if (node.isLeaf()) { sb.append(node.symbol); node = root; } } return sb.toString(); } public void printCodeToFile(String filename, String code) throws IOException { try (PrintWriter out = new PrintWriter(filename)) { for (int i = 0; i < code.length(); i += 50) { out.println(code.substring(i, Math.min(i + 50, code.length()))); } } } public void printTreeToFile(String filename) throws IOException { try (PrintWriter out = new PrintWriter(filename)) { printTree(out, root, ""); } } private void printTree(PrintWriter out, Node node, String indent) { if (node.isLeaf()) { out.println(indent + node.symbol); } else { out.println(indent + "*"); printTree(out, node.left, indent + " "); printTree(out, node.right, indent + " "); } } } public class HuffmanCoding { public static void main(String[] args) throws IOException { Scanner scanner = new Scanner(System.in); System.out.print("Enter alphabet size: "); int size = scanner.nextInt(); char[] symbols = new char[size]; int[] weights = new int[size]; for (int i = 0; i < size; i++) { System.out.print("Enter symbol and weight: "); symbols[i] = scanner.next().charAt(0); weights[i] = scanner.nextInt(); } Map<Character, Integer> frequencyMap = new HashMap<>(); for (int i = 0; i < size; i++) { frequencyMap.put(symbols[i], weights[i]); } HuffmanTree tree = new HuffmanTree(frequencyMap); System.out.print("Enter input filename: "); String inputFilename = scanner.next(); String text = readFile(inputFilename); String code = tree.encode(text); System.out.print("Enter output filename for code file: "); String codeFilename = scanner.next(); writeFile(codeFilename, code); System.out.print("Enter output filename for text file: "); String textFilename = scanner.next(); String decodedText = tree.decode(code); writeFile(textFilename, decodedText); System.out.print("Enter output filename for code printing: "); String codePrintFilename = scanner.next(); tree.printCodeToFile(codePrintFilename, code); System.out.print("Enter output filename for tree printing: "); String treePrintFilename = scanner.next(); tree.printTreeToFile(treePrintFilename); System.out.println("Done."); } private static String readFile(String filename) throws IOException { try (BufferedReader in = new BufferedReader(new FileReader(filename))) { StringBuilder sb = new StringBuilder(); String line; while ((line = in.readLine()) != null) { sb.append(line); } return sb.toString(); } } private static void writeFile(String filename, String text) throws IOException { try (BufferedWriter out = new BufferedWriter(new FileWriter(filename))) { out.write(text); } } } ```
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