//формируем коллекцию нод с указанием их "веса", для последующей постройки дерева
public BinaryTree(FrequencyTable frequency)
{
nodeList = new List <TreeNode>();
for (short i = 0; i < frequency.Length; i++)
{
if (frequency[i] > 0)
{
nodeList.Add(new TreeNode(frequency[i], (byte)i));
}
}
nodeList.Sort();
BuildTree();
}
//кодирование знака в биты, возвращаем биты в буфере и количество бит в результате
public Dictionary <byte, short[]> GetCodeTable(FrequencyTable frequency)
{
Stack treePath = new Stack(256);
//в path хранится путь до значения представляющий собой двоичный код байта
Dictionary <byte, short[]> codeTable = new Dictionary <byte, short[]>();
for (short i = 0; i < frequency.Length; i++)
{
if (frequency[i] > 0)
{
SearchNode(treePath, nodeList[0], -1, (byte)i);
short[] dump = treePath.GetDump(out short length);
short[] resizedDump = new short[length];
for (short t = 0; t < length; t++)
{
resizedDump[t] = dump[t];
}
codeTable.Add((byte)i, resizedDump);
treePath.Reset();
}
}
//возвращаем таблицу с кодами
return(codeTable);
}
public static int Unpacking(string inputFilePath)
{
FileOperation inputFile;
if (File.Exists(inputFilePath))
{
inputFile = new FileOperation(inputFilePath, true);
}
else
{
return(-1);
}
int bytesRead;
byte[] endBytes = new byte[1]; //получаем число байт в конце
bytesRead = inputFile.ReadFile(endBytes, 1);
FrequencyTable frequency = new FrequencyTable(); //получаем таблицу частот
byte[] buf = new byte[2048];
if ((bytesRead = inputFile.ReadFile(buf, 2048)) < 2048)
{
return(-1);
}
for (short i = 0; i < 256; i++)
{
frequency[i] = BitConverter.ToInt64(buf, i * sizeof(long));
}
//создаем дерево
BinaryTree tree = new BinaryTree(frequency);
//распаковываем
FileOperation outputFile = new FileOperation(inputFilePath.Substring(0, inputFilePath.Length - 4), false); //убираем расширение .pac
int outPos = 0, outVal;
buf = new byte[size];
byte[] outBuf = new byte[size];
System.Diagnostics.Stopwatch timer = new System.Diagnostics.Stopwatch(); //debug
timer.Start(); //debug
bytesRead = inputFile.ReadFile(buf, size);
while (bytesRead > 0)
{
int emptyBits = endBytes[0] * inputFile.EndOfFile();
for (short i = 0; i < bytesRead * 8 - emptyBits; i++) //нумеруем _биты_
{
byte value = buf[i >> 3];
byte bit = (byte)(((buf[i >> 3] & 1 << (7 - i % 8)) >= 1) ? 1 : 0); //получаем значение бита под номером i
outVal = tree.Decode(bit); //поочередно отправляем биты расшифровщику. если результат положительный - мы получили значение
if (outVal >= 0)
{
outBuf[outPos] = (byte)outVal;
outPos++;
if (outPos >= size)
{
outPos = 0;
outputFile.WriteFile(outBuf, size);
}
}
}
bytesRead = inputFile.ReadFile(buf, size);
}
//записываем оставшиеся байты, закрываем файлы
if (outPos > 0)
{
outputFile.WriteFile(outBuf, outPos);
}
timer.Stop(); //debug
float ms = timer.ElapsedMilliseconds; //debug
Console.WriteLine("Average unpacking speed: " + (int)((inputFile.GetPos() / 1024) / (ms / 1000)) + " kb\\s"); //debug
outputFile.CloseFile();
inputFile.CloseFile();
return(1);
}
const int size = 32; //size < 256
public static int Packing(string inputFilePath)
{
//открываем упаковываемый файл
FileOperation InputFile;
if (File.Exists(inputFilePath))
{
InputFile = new FileOperation(inputFilePath, true);
}
else
{
return(-1);
}
//создаем таблицу частот
int bytesRead;
byte[] buf = new byte[size];
FrequencyTable frequency = new FrequencyTable();
while ((bytesRead = InputFile.ReadFile(buf, size)) > 0)
{
for (int i = 0; i < bytesRead; i++)
{
frequency.Add(buf[i]);
}
}
//строим бинарное дерево и получаем таблицу кодов
BinaryTree tree = new BinaryTree(frequency);
Dictionary <byte, short[]> codeTable = tree.GetCodeTable(frequency);
//открываем файлы, пишем таблицу частот
InputFile.Reset();
FileOperation outputFile = new FileOperation(inputFilePath + ".pac", false);
outputFile.WriteFile(new byte[] { 0 }, 1); //резерв места под число пустых бит в конце
for (short i = 0; i < frequency.Length; i++) //записываем таблицу частот
{
outputFile.WriteFile(BitConverter.GetBytes(frequency[i]), sizeof(long));
}
//упаковываем
int outPos = 0; //текущий индекс в выходном массиве в _битах_
byte[] outBuf = new byte[32]; //выходной массив
bytesRead = InputFile.ReadFile(buf, size);
while (bytesRead > 0)
{
for (byte i = 0; i < bytesRead; i++)
{
byte value = buf[i];
for (byte t = 0; t < codeTable[value].Length; t++) //длина массива для каждого символа получаемого из buf
{
outBuf[outPos / 8] |= (byte)(codeTable[value][t] * Math.Pow(2, 7 - outPos % 8));
outPos++;
if (outPos >= 32 * 8)
{
outputFile.WriteFile(outBuf, 32);
outPos = 0;
Array.Clear(outBuf, 0, 32);
//запись в файл
}
}
}
bytesRead = InputFile.ReadFile(buf, size);
}
if (outPos > 0) //запись оставшихся бит
{
outputFile.WriteFile(outBuf, outPos / 8 + ((outPos % 8 > 0) ? 1 : 0));
}
outputFile.Reset();
outputFile.WriteFile(new byte[] { (byte)((8 - outPos % 8) % 8) }, 1); //записываем количество пустых бит в конце
outputFile.CloseFile();
InputFile.CloseFile();
return(1);
}
