使用赫夫曼算法实现文件压缩解压

public class huffmanCode{

publlic static void main(String[] args){
			//测试是否生成了对应的赫夫曼编码
		Map<Byte, String> huffmanCodes = getCodes(huffmanTreeRoot);
		System.out.println("~生成的赫夫曼编码表= " + huffmanCodes);
		
		//测试解压文件
		String zipFile = "d://Uninstall.zip";
		String dstFile = "d://Uninstall2.xml";
		unZipFile(zipFile, dstFile);
		System.out.println("解压成功!");
		//测试压缩文件
		String srcFile = "d://Uninstall.xml";
		String dstFile = "d://Uninstall.zip";
		
		zipFile(srcFile, dstFile);
		System.out.println("压缩文件ok~~");
		
}

//封装方法
	/**
	 * 
	 * @param bytes 原始的字符串对应的字节数组
	 * @return 是经过 赫夫曼编码处理后的字节数组(压缩后的数组)
	 */
	private static byte[] huffmanZip(byte[] bytes) {
		List<Node> nodes = getNodes(bytes);
		//根据 nodes 创建的赫夫曼树
		Node huffmanTreeRoot = createHuffmanTree(nodes);
		//对应的赫夫曼编码(根据 赫夫曼树)
		Map<Byte, String> huffmanCodes = getCodes(huffmanTreeRoot);
		//根据生成的赫夫曼编码，压缩得到压缩后的赫夫曼编码字节数组
		byte[] huffmanCodeBytes = zip(bytes, huffmanCodes);
		return huffmanCodeBytes;

}

//将字符串对应的byte[] 数组，通过生成的赫夫曼编码表，返回一个赫夫曼编码 压缩后的byte[]
/**
 * @param bytes 这时原始的字符串对应的 byte[]
 * @param huffmanCodes 生成的赫夫曼编码map
 * @return 返回赫夫曼编码处理后的 byte[] 
 */
private static byte[] zip(byte[] bytes, Map<Byte, String> huffmanCodes) {
	
	//1.利用 huffmanCodes 将  bytes 转成  赫夫曼编码对应的字符串
	StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
	//遍历bytes 数组 
	for(byte b: bytes) {
		stringBuilder.append(huffmanCodes.get(b));
	}
	
	//System.out.println("测试 stringBuilder~~~=" + stringBuilder.toString());
	
	//将 "1010100010111111110..." 转成 byte[]
	
	//统计返回  byte[] huffmanCodeBytes 长度
	//一句话 int len = (stringBuilder.length() + 7) / 8;
	int len;
	if(stringBuilder.length() % 8 == 0) {
		len = stringBuilder.length() / 8;
	} else {
		len = stringBuilder.length() / 8 + 1;
	}
	//创建 存储压缩后的 byte数组
	byte[] huffmanCodeBytes = new byte[len];
	int index = 0;//记录是第几个byte
	for (int i = 0; i < stringBuilder.length(); i += 8) { //因为是每8位对应一个byte,所以步长 +8
			String strByte;
			if(i+8 > stringBuilder.length()) {//不够8位
				strByte = stringBuilder.substring(i);
			}else{
				strByte = stringBuilder.substring(i, i + 8);
			}	
			//将strByte 转成一个byte,放入到 huffmanCodeBytes
			huffmanCodeBytes[index] = (byte)Integer.parseInt(strByte, 2);
			index++;
	}
	return huffmanCodeBytes;
}

/**
	 * 将一个byte 转成一个二进制的字符串,
	 * @param b 传入的 byte
	 * @param flag 标志是否需要补高位如果是true ，表示需要补高位，如果是false表示不补, 如果是最后一个字节，无需补高位
	 * @return 是该b 对应的二进制的字符串，（注意是按补码返回）
	 */
	private static String byteToBitString(boolean flag, byte b) {
		//使用变量保存 b
		int temp = b; //将 b 转成 int
		//如果是正数我们还存在补高位
		if(flag) {
			temp |= 256; //按位与 256  1 0000 0000  | 0000 0001 => 1 0000 0001
		}
		String str = Integer.toBinaryString(temp); //返回的是temp对应的二进制的补码
		if(flag) {
			return str.substring(str.length() - 8);
		} else {
			return str;
		}
	}

//对压缩数据的解码
/**
 * 
 * @param huffmanCodes 赫夫曼编码表 map
 * @param huffmanBytes 赫夫曼编码得到的字节数组
 * @return 就是原来的字符串对应的数组
 */
private static byte[] decode(Map<Byte,String> huffmanCodes, byte[] huffmanBytes) {
	
	//1. 先得到 huffmanBytes 对应的 二进制的字符串 ， 形式 1010100010111...
	StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
	//将byte数组转成二进制的字符串
	for(int i = 0; i < huffmanBytes.length; i++) {
		byte b = huffmanBytes[i];
		//判断是不是最后一个字节
		boolean flag = (i == huffmanBytes.length - 1);
		stringBuilder.append(byteToBitString(!flag, b));
	}
	//把字符串安装指定的赫夫曼编码进行解码
	//把赫夫曼编码表进行调换，因为反向查询 a->100 100->a
	Map<String, Byte>  map = new HashMap<String,Byte>();
	for(Map.Entry<Byte, String> entry: huffmanCodes.entrySet()) {
		map.put(entry.getValue(), entry.getKey());
	}
	
	//创建要给集合，存放byte
	List<Byte> list = new ArrayList<>();
	//i 可以理解成就是索引,扫描 stringBuilder 
	for(int  i = 0; i < stringBuilder.length(); ) {
		int count = 1; // 小的计数器
		boolean flag = true;
		Byte b = null;
		
		while(flag) {
			//1010100010111...
			//递增的取出 key 1 
			String key = stringBuilder.substring(i, i+count);//i 不动，让count移动，指定匹配到一个字符
			b = map.get(key);
			if(b == null) {//说明没有匹配到
				count++;
			}else {
				//匹配到
				flag = false;
			}
		}
		list.add(b);
		i += count;//i 直接移动到 count	
	}
	//当for循环结束后，我们list中就存放了所有的字符  "i like like like java do you like a java"
	//把list 中的数据放入到byte[] 并返回
	byte b[] = new byte[list.size()];
	for(int i = 0;i < b.length; i++) {
		b[i] = list.get(i);
	}
	return b;
	
}

//将一个文件进行压缩
	/**
	 * 
	 * @param srcFile 你传入的希望压缩的文件的全路径
	 * @param dstFile 我们压缩后将压缩文件放到哪个目录
	 */
	public static void zipFile(String srcFile, String dstFile) {
		
		//创建输出流
		OutputStream os = null;
		ObjectOutputStream oos = null;
		//创建文件的输入流
		FileInputStream is = null;
		try {
			//创建文件的输入流
			is = new FileInputStream(srcFile);
			//创建一个和源文件大小一样的byte[]
			byte[] b = new byte[is.available()];
			//读取文件
			is.read(b);
			//直接对源文件压缩
			byte[] huffmanBytes = huffmanZip(b);
			//创建文件的输出流, 存放压缩文件
			os = new FileOutputStream(dstFile);
			//创建一个和文件输出流关联的ObjectOutputStream
			oos = new ObjectOutputStream(os);
			//把 赫夫曼编码后的字节数组写入压缩文件
			oos.writeObject(huffmanBytes); //我们是把
			//这里我们以对象流的方式写入 赫夫曼编码，是为了以后我们恢复源文件时使用
			//注意一定要把赫夫曼编码 写入压缩文件
			oos.writeObject(huffmanCodes);
			
			
		}catch (Exception e) {
			// TODO: handle exception
			System.out.println(e.getMessage());
		}finally {
			try {
				is.close();
				oos.close();
				os.close();
			}catch (Exception e) {
				// TODO: handle exception
				System.out.println(e.getMessage());
			}
		}
		
	}

//完成对压缩文件的解压
	/**
	 * 
	 * @param zipFile 准备解压的文件
	 * @param dstFile 将文件解压到哪个路径
	 */
	public static void unZipFile(String zipFile, String dstFile) {
		
		//定义文件输入流
		InputStream is = null;
		//定义一个对象输入流
		ObjectInputStream ois = null;
		//定义文件的输出流
		OutputStream os = null;
		try {
			//创建文件输入流
			is = new FileInputStream(zipFile);
			//创建一个和  is关联的对象输入流
			ois = new ObjectInputStream(is);
			//读取byte数组  huffmanBytes
			byte[] huffmanBytes = (byte[])ois.readObject();
			//读取赫夫曼编码表
			Map<Byte,String> huffmanCodes = (Map<Byte,String>)ois.readObject();
			
			//解码
			byte[] bytes = decode(huffmanCodes, huffmanBytes);
			//将bytes 数组写入到目标文件
			os = new FileOutputStream(dstFile);
			//写数据到 dstFile 文件
			os.write(bytes);
		} catch (Exception e) {
			// TODO: handle exception
			System.out.println(e.getMessage());
		} finally {
			
			try {
				os.close();
				ois.close();
				is.close();
			} catch (Exception e2) {
				// TODO: handle exception
				System.out.println(e2.getMessage());
			}
			
		}
	}

}