如何在 Java 中为 Huffman 解码/编码项目导出树数据结构？答案

【问题标题】：How to export tree data structure for Huffman decoding/ encoding project in java?如何在 Java 中为 Huffman 解码/编码项目导出树数据结构？
【发布时间】：2016-04-18 01:45:59
【问题描述】：

我有一个项目作为任务，我还没有实施，但我已经想出了它的想法，但最后一步是我无法弄清楚的，甚至是如何实施。这就是我想要的项目：

我想使用 java 创建一个基于文本的压缩模型。我将创建一个 Huffman 编码器和解码器，并将这些程序存储在两台计算机中：PC1 和 PC2。

现在在 PC1 中，我将提供一个“data.txt”文件作为我的 Huffman 编码器程序的输入，它会创建另一个名为“binary.txt”的文件，其中包含 0 和 1。现在不是传输“data.txt”文件，而是通过电子邮件将“binary.txt”文件发送到PC2，并使用那里的解码器java程序，我将尝试重新创建“data.txt”。这样我就可以使用 Huffman 机制压缩我的文件了。

所以问题是我是 java 新手（到目前为止我并不害怕），而且我不知道如何从 PC1 导出树数据结构以及“binary.txt”文件，因为对于霍夫曼解码（稍后在 PC2 中），我将需要访问在 PC1 中创建的霍夫曼树，那么我该如何解决或创建这个项目？

还有其他更好的方法来实施这个项目吗？ Hashmap 或 splay 树或任何其他数据结构？

谢谢

【问题讨论】：

我不知道 Huffman 编码，但听起来您有兴趣将树结构序列化和反序列化为/从某种可传输格式（如文本文件），我猜您会随二进制文件一起发送.txt 文件。您应该看一下树遍历算法并找出一种利用这些算法的方法。这个问题也可能提供解决方案：stackoverflow.com/questions/759707/…
通常当我想导出一棵树时，我会执行“有序遍历”并打印（或写入流）每个节点。 en.wikipedia.org/wiki/Tree_traversal
或者另一方面，假设我创建了一个类并创建了该特定类的一个对象，然后为该特定对象设置了一个名为“length”的属性为 5。无论如何我可以在另一个java程序中使用这个值吗？同样在发布此问题后，我遇到了另一个站点，其中提到了包含头文件的内容，以防您要导出引用。对这两件事有任何想法吗？
@rohitkrishna094 也许您正在考虑对象序列化？ javapractices.com/topic/TopicAction.do?Id=57
@Roman 是的，我认为这正是我所需要的。谢谢。

标签： java data-structures tree huffman-code

【解决方案1】：

如果您创建规范的霍夫曼表示，则只能传输代码长度。解码器可以根据这些重新创建树。

【讨论】：

我不知道规范的霍夫曼树，但肯定会检查它，但我还有另一个疑问。如果解码器根据代码长度创建一棵树，那么它会不会比上面建议的哈希映射方法更低效？谢谢
Canonical Huffman 相当简单。粗略地说，它使用词汇（自然符号）顺序作为辅助键来创建霍夫曼代码。您可以通过仅编码代码长度而不是完整的树来节省一些空间。现在，如果你想更快，根本不要使用树：使用数组。编写起来有点复杂，但比树快得多。此处示例：github.com/flanglet/kanzi/blob/master/java/src/kanzi/entropy/….

【解决方案2】：

您无需将 Huffman 树导出到 binary.txt 文件中。您需要一个 Map，它将文本中的所有符号映射到 (0,1)-strings - 用于编码，并且您需要一个 reversed Map - 用于解码。您应该使用 Huffman 算法来构建树，然后 - 使用这棵树来填充地图。之后你就可以忘记树了。

因此，您的 'binary.txt' 文件必须仅包含某种形式的反转 Map，您的解码器可以理解。

【讨论】：

但我项目的主要目的是将“data.txt”的大小减小到“binary.txt”的大小（霍夫曼编码的 1 和 0）。那么无论如何我可以传输这个binary.txt文件并让我的解码器读取它并解码它吗？而且，如果我使用地图，我必须将“binary.txt”和可逆地图都传输到接收器端（在我的情况下为 PC2），对吗？那么，这不会比原始的“data.txt”文件（在某些情况下）占用更多空间吗？
如果文本很短，那么是的 - 反向映射占用的空间将占整个二进制文件的很大比例。但在这种情况下，压缩没有意义。对于非常长的文本，反向映射将占用二进制文件的一小部分。
所以如果我有更长的文本，那么反向映射技术更容易实现对吧？但是如果我有较短的文件，有没有办法使用霍夫曼技术进行压缩，在这种情况下，压缩没有意义，但是有没有办法可以在不丢失任何数据的情况下压缩它）。