개발 공부 - [Huffman Coding] 압축 (Compression) - 6

제5단계 인코딩하기

압축파일의 맨 앞부분(header)에 파일(원본)을 구성하는 run들에 대한 정보를 기록한다.

이 때 원본 파일의 길이도 함께 기록한다. (왜 필요할까?)

: 각각의 run 들에게 어떤 codeword를 부여했는지 알아야 복원 가능하기 때문에 codeword에 대한 정보를 기록한다.

아니면 frequency에 대한 정보를 저장한다.

outputFrequencies

private void outputFrequencies(RandomAccessFile fIn,

 RandomAccessFile fOut) throws IOException {

    //fIn : 압축할 파일

    //fOut : 압축된 파일

    

     fOut.writeInt(runs.size());

    // 먼저 run의 개수를 하나의 정수로 출력한다.

     fOut.writeLong(fIn.getFilePointer());

    // 원본 파일의 크기(byte 단위)를 출력한다.    

    for (int j = 0; j < runs.size(); j++) {

    // 

         Run r = runs.get(j);

         fOut.write(r.symbol); // write a byte

         fOut.writeInt(r.runLen);

         fOut.writeInt(r.freq);

    }

}

compressFile

public void compressFile(String inFileName, RandomAccessFile fIn)

//fin은 압축할 파일, inFileName은 그 파일 이름이다. (압축 파일명 정하기 가능)

 throws IOException {

    String outFileName = new String(inFileName+”.z");

    // 압축 파일의 이름은 압축할 파일의 이름에 확장자를 . z를 붙인 것이다.

    RandomAccessFile fOut = new RandomAccessFile(outFileName,”rw");

    //압축파일을 여기서 생성하여 outputFrequncies와 encode 메소드에서 제공한다.

     collectRuns(fIn);

     outputFrequencies(fIn,fOut);

     createHuffmanTree();

     assignCodewords(theRoot, 0, 0);

     storeRunsIntoArray(theRoot);

     fIn.seek(0);

    encode(fIn, fOut); //중요!

}

public class HuffmanCoding {

     …

     public void compressFile(String inFileName, RandomAccessFile fIn)

     throws IOException {

         …

     }

    static public void main (String args[]) {

         HuffmanCoding app = new HuffmanCoding();

        RandomAccessFile fIn;

        try {

            fIn = new RandomAccessFile(“sample.txt”,”r");

             app.compressFile(“sample.txt”, fIn);

            fIn.close();

        } catch (IOException io) {

            System.err.println("Cannot open " + fileName);

        }

    }

}

encode() 

- encode를 위하여 하나의 buffer를 사용한다.

* buffer는 32비트 정수를 사용하여 구현한다.

1) 앞에서부터 데이터파일을 읽어서 하나의 run 을 인식한다.

2) run을 인식하여 값을 할당한 뒤 buffer에 채운다.

3) buffer 에 만약에 빈 자리가 run에 할당된 값 만큼 없으면 

file 에 output 한 뒤 buffer를 비우고, 다시 채운다

예시 : 1100110* 같이 1자리 남은 상태에서 111 이 할당될 경우

1100111 로 채우고 buffer를 채우고 다시 새로운 버퍼에 00000011 같이

11 남은 것을 마저 채우고 또 shift 해서 110을 넣을 경우

00011110 과 같이 만든다.

encode

private void encode(RandomAccessFile fIn, RandomAccessFile fOut) {

    while there remains bytes to read in the file {

         recognise a run;

        find the codeword for the run;

        //HashMap - map.get(newRun, symbol, runlength);

        //임시적 run 객체를 생성하여 그걸 key로 해서 hashmap에 저장한다.

         pack the codeword into the buffer;

         if the buffer becomes full

             write the buffer into the compressed file;

         }

        if buffer is not empty {

             append 0s into the buffer;

             write the buffer into the compressed file;

        }

}

파일 끝에 도달해서 while문을 빠져나왔을 시, 

buffer가 full이 안 되었다면 아직 몇 bit의 코드가 남아있을 수 있다.

그러면 잔여 공간에 0을 채워서 한 바이트로 만들어 주고 마지막으로 output 할 수 있게 한다.

    

class HuffmanEncoder

    public class HuffmanEncoder {

         static public void main (String args[]) {

             String fileName = "";

             HuffmanCoding app = new HuffmanCoding();

             RandomAccessFile fIn;

             Scanner kb = new Scanner(System.in);

             try {

                 System.out.print("Enter a file name: ");

                 fileName = kb.next();

                 fIn = new RandomAccessFile(fileName,"r");

                 app.compressFile(fileName,fIn);

                 fIn.close();

             } catch (IOException io) {

             System.err.println("Cannot open " + fileName);

             }

     }

}

메인 함수 내에 삽입하지 않고 이제 HuffmanEncoder로 class를 생성하고,

filename도 입력받을 수 있게 한다.

(내용은 똑같은데 encode 함수 추가로 인해서 encoder랑 decoder 분리하기 위함)