树结构入门教程-赫夫曼编码文件压缩

前面我们学习了赫夫曼的编码和解码的过程,我们操作的对象是一串字符串,而实质上赫夫曼的压缩和解压的过程不仅仅只针对于字符串的处理,而且文件也是可以的,如图片的压缩和解压,关于文件的压缩和解压我们本节来讲,我们来看看实际的案例.

文件压缩要求

假设给我们一张图片文件,要求我们进行无所压缩处理,由于我们之前做了很多前提工作,这里我们直接写代码实现即可

代码实现过程:

当然我们会利用前面一些公共的方法,这里就不在重复了,直接看代码:

 /**
 *
 * @param srcFilePath 带压缩文件的全路径
 * @param desFilePath 压缩过后的文件路径
 */
public static void zipFile(String srcFilePath,String desFilePath){
    //1.创建文件的输入流来读取我们的文件
    FileInputStream inputStream = null;
    //2.创建输出流
    FileOutputStream outputStream = null;
    //3.创建ObjectOutputStream来关联我们的FileOutputStream
    ObjectOutputStream objectOutputStream = null;
    //创建一个和源文件大小一样的byte数组来存储我们读取的数据
    byte[] b = null;
    try {
        inputStream = new FileInputStream(srcFilePath);
         b = new byte[inputStream.available()];
         //读取file的内容到b数组中
         inputStream.read(b);
         //对源文件压缩
        byte[] huffmanByte = huffmanZip(b);
        //存放我们的压缩文件
        outputStream = new FileOutputStream(desFilePath);
        //关联文件文件输出流
        objectOutputStream = new ObjectOutputStream(outputStream);
        //将赫夫曼编码过后的字节数组写入(以object的形式)压缩文件
        objectOutputStream.writeObject(huffmanByte);
        //同样也把赫夫曼编码写入压缩文件
        objectOutputStream.writeObject(huffmanCodes);

    }catch (Exception e){
        e.printStackTrace();
    }finally {
        try {
            inputStream.close();
            objectOutputStream.close();
            outputStream.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

因为是文件的处理这里涉及到了io流的操作.巧妙的是我们这里利用的是对象流(ObjectOutputStream)来处理,为什么会利用对象流这是为了后面解压的时候方便而考虑到的,不知道效果如何我们测试一把,测试代码如下:

 System.out.println("压缩文件测试~~~");
 String srcPath = "d://完整流程.png";
 String desPath = "d://完整流程.zip";
 zipFile(srcPath,desPath);
 System.out.println("压缩完毕----------")

来看测试结果如下图所示:

图片压缩测试结果图.png

注意这个压缩完成之后不能用我们的常规解压工具开进行解压操作,需要我们自己来编写解压的算法来完成解压过程,上图我们发现解压的操作已经完成,那么我们先来总结下上述的思路流程:

思路分析

从代码的编写我们发现大致的思路是这样的

• 首先我们读取源文件到一个字节数组中
• 通过赫夫曼编码处理得到赫夫曼编码表
• 最后完成压缩

看完了压缩过程,我们直接来看解压过程

 /**
 *
 * @param zipSrcPath 待解压的文件路径
 * @param descFilePath 解压后文件所放的位置
 */
public static void decodeFile(String zipSrcPath,String descFilePath){
    //定义文件输入流
    InputStream inputStream = null;
    //定义对象输入流
    ObjectInputStream objectInputStream = null;
    //定义文件的输出流
    OutputStream outputStream = null;
    try {
        //常见文件输入流
        inputStream = new FileInputStream(zipSrcPath);
        //创建一个和inputStream的对象输入流
        objectInputStream = new ObjectInputStream(inputStream);
        //读取byte数组中的赫夫曼编码huffmanBytes
        byte[] huffmanBytes = (byte[])objectInputStream.readObject();
        //读取赫夫曼编码表huffmanCodes
        Map<Byte,String> huffmanCodes = (Map<Byte, String>)objectInputStream.readObject();
        //解压
        byte[] bytes = decode(huffmanCodes, huffmanBytes);
        //将bytes写入到目的地址
        outputStream = new FileOutputStream(descFilePath);
        //将数据写入到descFilePath中
        outputStream.write(bytes);
    }catch (Exception e){
        e.printStackTrace();
    }finally {
        try {
            outputStream.close();
            objectInputStream.close();
            inputStream.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

这里就不在啰嗦了,直接看测试代码:

String srcPath = "d://完整流程.zip";
String descPath = "d://完整流程2.png";
 decodeFile(srcPath,descPath);
 System.out.println("解压完成!");

来看测试结果:

文件解压测试结果图.png

最后解压发现跟原文件是一致的,亲测有效,图片打开没有受损,那么关于赫夫曼所有的学习到这就算结束了,完整代码请在git上看:

• git地址: https://gitee.com/cblove_java/nacos_learning_demo