文件压缩（哈夫曼树）

基于huffman压缩算法实现文件压缩项目

以字符串“aaaabbbccd”为例实现文件压缩。
（1）统计各字符出现个数
a：4
b：3
c：2
d：1
（2）利用各字符出现的次数作为权值构建huffman树
哈夫曼树又称为最优二叉树，是加权路径长度最短的二叉树。
构建规则：每次在给定数据中挑选出两个权值最小的数，分别作为左右孩子节点，构建一个父节点将两个孩子节点链接起来，父节点权值等于左右孩子权值之和，然后再将父节点放回存放数据的序列；重复过程，直到所有数据存放数中。下图以1，2，3，4四个数字为例构建哈夫曼树。右边为得到的huffman编码。

（3）进行压缩
压缩之前文件中存放的是“aaaabbbccd“一共10个字节；进行编码后每个字符可以使用一段二进制序列表示对应的编码，同样上图的编码，写入文件信息就是”0000（4个a）101010（3个b）111111（2个c)110(1个d），占19个比特位，所以占用3个字节，原文件中10个字符都是char型，所以占用10个字节，以此达到huffman树文件压缩的效果。
huffman压缩算法压缩率高的情况就是出现特别多的重复字符（如上图中的”a”），只有少数是别的字符。效率低的情况就是每个字符出现的次数基本相同。

注意点：
1)向文件中写入信息时，按照二进制读写方式写入；每次向内存写入一个字节；最后若不满一个字节，单独进行判断补0.
2)建立配置文件：在解压缩时，如果没有配置文件，那么文件中只有0101序列，根本不知道写的是什么；所以需要增加配置文件，在压缩文件的开头先记录出现的每个字符以及对应出现的次数，方便解压缩时重建huffman树。

（4）解压缩
拿着压缩文件进行读取并重新写入文件。

注意点：
1)先读取配置文件重新构建huffman; 2)压缩过程中最后的填充位导致数据冗余。
3)解压缩的过程就是拿着我们之前压缩文件中的信息进行重新构建huffman树，按照对应的编码翻译出对应的字符即可。
4)由压缩文件还原文件的时候如何知道压了多少字符呢？当压缩的时候最后一位补了0的在解压缩的时候可能会把这个补的位当成原字符的编码来处理。如何解决呢？一种想法是在统计字符出现的次数的时候设置一个变量，每读取一个字符该变量的值就+1，最后将该变量写进配置文件中；另外一种想法就是根据根节点的权值，由上例不难看出根节点权值中的_count就是字符出现的次数。

由上述步骤程序基本可以压缩少量字符并正确的还原了，那么如果时大文件或者是汉字，图片以及音频文件呢？
1)读取字符时如果使用EOF进行判断，可能会导致写入的内容不全。使用feof函数代替：feof是一个c语言函数，既可用以判断二进制文件又可用以判断文本文件。
2)，汉字，图片，视频在内存中是以二进制形式存储，二进制写入就需要采用二进制读写方式，在open文件时，采用”rb”,”wb”选项。
3)统计字符出现次数应该用的类型是long long，解决大文件压缩和解压缩问题。
总结：
（1）当待压缩文件中出现来了中文，程序就会崩溃，最后发现是数组越界的错误，程序中使用char类型为数组下标（0~127），如果只是字符它的范围是-128~127，而汉字的编码是两个字节，因此需要将char类型强转为unsigned char，可表示范围为0~255
（2）特殊情况处理：当遇到\n,程序函数就是读取一行字符，但若字符本身末尾就含有’\n‘，需要特殊处理。读取配置文件时如果读到了’\n’，说明字符本身就是’\n’,应继续读取它的次数。
代码存放：[https://github.com/zjx150714/zipfile]

文件压缩项目测试步骤分析
（1）了解项目需求
背景：磁盘空间不够，需要一个压缩，解压缩文件
（2）需求分析
文件类型（图片，文档，视频）
压缩文件个数
压缩大小
安全需求
界面需求
（3）制定测试方案
测试工具：禅道
测试涉及类型：功能，性能，安全，兼容，界面，易用性
测试执行流程：需求测试；提测版本测试；回归测试。
（4）编写测试用例
压缩单文件，压缩多个不同类型文件，压缩100个文件，压缩0个文件，压缩文件大小超过5G文件，压缩文件大小刚好5G文件，压缩单个被压缩的文件
（5）冒烟测试
压缩，解压缩功能正常
（6）测试执行
（7）输出测试报告
（8）版本发布
（9）项目总结
测试用例情况分析：

总体思路：
（1）统计：读取一个字符，统计出256个字符中各个字符出现的总次数。
（2）建树：按照字符出现的次数，并以次数作为权值建立哈夫曼树，然后产生各个字符的哈夫曼编码。
（3）压缩：再次读取文件，按照该字符对应的编码写到新的编码文件中。
（4）加工：将文件的长度，文件中各个字符以及他们出现的次数，写进编码文件中。
（5）解压：利用压缩文件和配置文件恢复出原文件。
（6）测试：带入测试用例，观察解压出的文件和原文件是否相同。

文件压缩（哈夫曼树）相关推荐

哈夫曼树实现文件压缩
最近在学了哈夫曼树之后,作为练习,写了一个文件压缩的小项目: 在这里和大家分享一下: 主要实现思路: 利用哈夫曼树的特性对字符进行哈夫曼编码,其中运用到了最小堆:利用最小堆的特性,找出构造哈夫曼树的结 ...
创建霍夫曼树，霍夫曼编码以及使用霍夫曼编码压缩文件
那么,什么是霍夫曼树(赫夫曼树)呢? 给定n个权值(权值就是每个节点里面存放的数据,但是根据业务需求不同,存放的数据类型有些差别)作为n个叶子结点,构造一棵二叉树,若该树的带权路径长度达到最小,称这样 ...
labview 霍夫曼树_哈夫曼树编码实验报告_信息论与编码实验2 实验报告_信息论与编码报告...
huffman编码C语言实验报告今日推荐 180份文档 2014...4页 1下载券安卓版100 doors 2攻略1... 3页 1下载券 <逃脱本色>doors....语文教育实习 ...
哈夫曼树实现压缩文件
哈夫曼树实现文件的压缩 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h>//以字节形式读入目标文 ...
用赫夫曼树进行文件的压缩
思路分析代码实现 package com.atguigu.huffmancode;import com.sun.org.glassfish.external.statistics.CountStat ...
哈夫曼树实现文件的压缩与解压缩
利用哈夫曼树实现文件的压缩与解压缩压缩: 1.统计出文件中相同字符出现的次数 2.获取哈夫曼编码次数作为权值构建哈夫曼树 3.重新编码,写回压缩文件保存头文件: 源文件后缀编码信息的行数每个 ...
利用哈夫曼树实现对文件的压缩和解压缩的示例代码
哈夫曼树是带权路径最短的树,权值加大的节点离根节点较近. 示例代码如下: public class HuffmanTreeCode {public static void main(String[] ...
用赫夫曼树进行文件解压
思路分析代码实现 package com.atguigu.huffmancode;import com.sun.org.glassfish.external.statistics.CountStat ...
对文件进行哈夫曼编码压缩与译码的C++实现以及压缩率计算 ——HIT杨朔
哈夫曼编码压缩原理:由于每个字符在内存中都是以ASCII码进行存储,所以每个字符都占用了八个01位,利用哈夫曼树对每个字符进行01编码,根据字符在文章中出现的频率调整01串长度,出现频率高的字符在哈夫 ...
数据结构编程实践（七）创建哈夫曼树、生成哈夫曼编码、完成图片的压缩与解压缩
一.对图片的压缩与解压缩,涉及以下内容: 1．文件读写 2．创建Huffman树 3．生成Huffman编码 4．压缩图片文件 5 . 解压缩图片文件二.将项目分成三个小任务,下一任务是在上一任务 ...

文件压缩（哈夫曼树）

基于huffman压缩算法实现文件压缩项目

文件压缩（哈夫曼树）相关推荐

最新文章

热门文章