java如何实现哈夫曼压缩与解压缩功能

这篇文章将为大家详细讲解有关java如何实现哈夫曼压缩与解压缩功能，小编觉得挺实用的，因此分享给大家做个参考，希望大家阅读完这篇文章后可以有所收获。

一哈夫曼树以及文件压缩原理：

1.哈夫曼树 ：

给定N个权值作为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，称这样的二叉树为最优二叉树，也称为哈夫曼树。哈夫曼树是带权路径长度最短的树，权值较大的结点离根较近（频率越高的结点离根越进）。

以 下数组为例，构建哈夫曼树

int a[] = {0,1,2,3,4,5,6,7,8}

我们可以发现以下规律

1：9个数构成的哈夫曼树一共有17个结点，也就是可以n个数可以生产2*n-1个结点

2：数字越大的数离根节点越近，越小的数离根节点越近。

2.如何利用haffman编码实现文件压缩：

比如abc.txt文件中有以下字符：aaaabbbccde，

1.进行字符统计

aaaabbbccde a : 4次b : 3次c : 2次d : 1次e : 1次

2.用统计结果构建哈夫曼树

3.用哈夫曼树生成哈夫曼编码（从根结点开始，路径左边记为0，右边记为1）：

a的编码：1b的编码:01c的编码:000d的编码:0011e的编码:0010

4.哈夫曼编码代替字符，进行压缩。

源文件内容为：aaaabbbccde将源文件用对应的哈夫曼编码（haffman code）替换，则有：11110101 01000000 00110010 （总共3个字节）

由此可见，源文件一共有11个字符，占11字节的内存，但是经过用haffman code替换之后，只占3个字节，这样就能达到压缩的目的

二主要技术点：

1.哈夫曼树算法（哈夫曼压缩的基本算法）

2.哈希算法（字符统计时候会用到，也可以直接用HashMap统计）

3.位运算（涉及到将指定位，置0或置1）

4.java文件操作，以及缓冲操作。

5.存储模式（大端存储，小端存储，能看懂文件16进制的形式）

7.设置压缩密码，解压输入密码解压（小编自己加的内容）

三实现过程：

以上述aaaabbbccde为例

1.字符统计：

public class FreqHuf {public static int BUFFER_SIZE = 1 << 18;int freq[] = new int[256];File file;int count;List<HuffmanFreq> list;FreqHuf(String pathname) throws Exception {list = new ArrayList<>();this.file = new File(pathname);if(!file.exists()){throw new Exception("文件不存在");}System.out.println("进行字符统计中");CensusChar();System.out.println("字符统计完毕");}public void CensusChar() throws IOException{int intchar;FileInputStream fis = new FileInputStream(file);System.out.println("统计中"); //这种统计处理方案，速度极慢，不建议使用，以下采用缓存读数据。//while((intchar = fis.read()) != -1){//freq[intchar]++;/