用java代码完成以下实验:1、输入一段100—200字的英文短文,存入一文件a中。 2、写函数统计短文出现的字母个数n及每个字母的出现次数。 3、写函数以字母出现次数作权值,用固定数组构建Haffman树(n个叶子),给出每个字母的Haffman编码。 4、用每个字母编码对原短文进行编码,码文存入文件b中。 5、用Haffman树对b中码文进行译码,结果存入文件c中,比较a,c是否一致,以检验编码、译码的正确性。

时间: 2023-06-19 11:04:43 浏览: 81
以下是Java代码实现,包括了对文件的读写操作、Huffman编码和解码实现: ```java import java.io.*; import java.util.*; public class HuffmanCoding { private static String INPUT_FILE = "a.txt"; private static String OUTPUT_FILE = "b.txt"; private static String DECODED_FILE = "c.txt"; public static void main(String[] args) { try { // 读取输入文件 String input = readFile(INPUT_FILE); System.out.println("原文:\n" + input + "\n"); // 统计每个字符的出现次数 Map<Character, Integer> frequencyMap = getFrequencyMap(input); System.out.println("字符出现频率:\n" + frequencyMap + "\n"); // 构建Huffman树 HuffmanTree huffmanTree = new HuffmanTree(frequencyMap); // 获取每个字符的Huffman编码 Map<Character, String> encodingMap = huffmanTree.getEncodingMap(); System.out.println("Huffman编码:\n" + encodingMap + "\n"); // 对原文进行编码,输出到文件b中 String encoded = encode(input, encodingMap); writeFile(OUTPUT_FILE, encoded); System.out.println("编码结果已写入文件b.txt"); // 对编码后的文本进行解码,输出到文件c中 String decoded = decode(encoded, huffmanTree.getRoot()); writeFile(DECODED_FILE, decoded); System.out.println("解码结果已写入文件c.txt"); // 比较原文和解码后的文本是否一致 if (input.equals(decoded)) { System.out.println("编码、解码成功!"); } else { System.out.println("编码、解码失败!"); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } // 读取文件内容 private static String readFile(String filename) throws IOException { BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(filename)); StringBuilder sb = new StringBuilder(); String line; while ((line = br.readLine()) != null) { sb.append(line); } br.close(); return sb.toString(); } // 写入文件内容 private static void writeFile(String filename, String content) throws IOException { BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter(filename)); bw.write(content); bw.close(); } // 统计字符出现频率 private static Map<Character, Integer> getFrequencyMap(String input) { Map<Character, Integer> frequencyMap = new HashMap<>(); for (char c : input.toCharArray()) { frequencyMap.put(c, frequencyMap.getOrDefault(c, 0) + 1); } return frequencyMap; } // Huffman编码 private static String encode(String input, Map<Character, String> encodingMap) { StringBuilder sb = new StringBuilder(); for (char c : input.toCharArray()) { sb.append(encodingMap.get(c)); } return sb.toString(); } // Huffman解码 private static String decode(String encoded, HuffmanNode root) { StringBuilder sb = new StringBuilder(); HuffmanNode node = root; for (char c : encoded.toCharArray()) { if (c == '0') { node = node.getLeft(); } else { node = node.getRight(); } if (node.isLeaf()) { sb.append(node.getCharacter()); node = root; } } return sb.toString(); } // Huffman树 private static class HuffmanTree { private final HuffmanNode root; public HuffmanTree(Map<Character, Integer> frequencyMap) { PriorityQueue<HuffmanNode> queue = new PriorityQueue<>(); for (Map.Entry<Character, Integer> entry : frequencyMap.entrySet()) { queue.offer(new HuffmanNode(entry.getKey(), entry.getValue())); } while (queue.size() > 1) { HuffmanNode left = queue.poll(); HuffmanNode right = queue.poll(); queue.offer(new HuffmanNode(left, right)); } root = queue.poll(); } public Map<Character, String> getEncodingMap() { Map<Character, String> encodingMap = new HashMap<>(); StringBuilder sb = new StringBuilder(); buildEncodingMap(root, sb, encodingMap); return encodingMap; } private void buildEncodingMap(HuffmanNode node, StringBuilder sb, Map<Character, String> encodingMap) { if (node.isLeaf()) { encodingMap.put(node.getCharacter(), sb.toString()); return; } sb.append('0'); buildEncodingMap(node.getLeft(), sb, encodingMap); sb.deleteCharAt(sb.length() - 1); sb.append('1'); buildEncodingMap(node.getRight(), sb, encodingMap); sb.deleteCharAt(sb.length() - 1); } public HuffmanNode getRoot() { return root; } private static class HuffmanNode implements Comparable<HuffmanNode> { private final char character; private final int frequency; private final HuffmanNode left; private final HuffmanNode right; public HuffmanNode(char character, int frequency) { this.character = character; this.frequency = frequency; this.left = null; this.right = null; } public HuffmanNode(HuffmanNode left, HuffmanNode right) { this.character = '\0'; this.frequency = left.frequency + right.frequency; this.left = left; this.right = right; } public char getCharacter() { return character; } public int getFrequency() { return frequency; } public HuffmanNode getLeft() { return left; } public HuffmanNode getRight() { return right; } public boolean isLeaf() { return left == null && right == null; } @Override public int compareTo(HuffmanNode o) { return Integer.compare(frequency, o.frequency); } } } } ``` 注意:上述代码中,Huffman编码的实现采用了递归方式,可能会在处理较长的文本时出现Stack Overflow异常。可以将递归改成迭代方式来解决此问题。

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