static void Main(string[] args)
{
string text =
"This is short sample text to encode.";
var tree = new HuffTree();
string encoded = tree.Encode(text);
tree.Reset();
string decoded = tree.Decode(encoded);
Console.WriteLine(decoded);
}
public byte[] Compression(char[] textToEncrypt, string originalName)
{
//Calculamos la tabla:
List <NodeTable> table = GenerateTable(textToEncrypt);
//Incicializamos una cola e insertamos los valores:
HuffQueue <NodeTable> queue = new HuffQueue <NodeTable>();
AddToQueue(table, queue);
//Agregamos al árbol de Huffman:
HuffTree tree = new HuffTree();
tree.Insert(queue, tree);
//Agregar al árbol, las codificaciones:
tree.AddBinary(tree.rootOriginal, 0, "");
//Añadimos a la tabla las codificaciones de cada caracter en su lugar correspondiente:
//Para eso debemos llenar una lista con los caracteres y codificaciones del árbol:
List <NodeTable> auxiliar = new List <NodeTable>();
tree.BinarysIncludes(tree.rootOriginal, auxiliar);
//Ya con la lista, se lo agregamos a la "table":
for (int i = 0; i < auxiliar.Count; i++)
{
for (int j = 0; j < table.Count; j++)
{
if (auxiliar[i].character == table[j].character)
{
table[j].binary = auxiliar[i].binary;
}
}
}
//Escribimos la codificación en lugar del texto original:
string result = "";
StringBuilder concatenar = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < textToEncrypt.Length; i++)
{
for (int j = 0; j < table.Count; j++)
{
if (textToEncrypt[i].ToString() == table[j].character)
{
//result += table[j].binary;
concatenar.Append(table[j].binary);
}
}
}
result = concatenar.ToString();
//Separaramos por 8 bits y si no completa, agregar ceros:
List <string> bytes = SeparateBytes(result);
//Convertimos los bytes a decimales y los agregamos a otra lista:
List <int> decimals = new List <int>();
for (int i = 0; i < bytes.Count; i++)
{
decimals.Add(ConvertBinaryToDecimal(bytes[i]));
}
//
//
//
List <byte> oName = BytesToOriginalName(originalName);
//
//
//
//Mandamos a escribir todo el texto (incluyendo su metadata):
byte[] response = ReturnBytesToWrite(table, decimals, oName);
return(response);
}
public List <char> Decompression(List <byte> bytes)
{
int startOfCompressedText = 0;
//La primera posición del arreglo nos dirá cuántos carateres diferentes tiene:
int diferentsCharacters = bytes[0];
//La segunda posición del arreglo nos dirá cuántos bytes ocupan las frecuencias:
int bytesOfFrequencies = bytes[1];
//Se valida cuántos son:
List <NodeTable> table = new List <NodeTable>();
//Si solo ocupan 1 byte, entonces...
if (bytesOfFrequencies == 1)
{
int numberToReadMetadata = (diferentsCharacters * 2) + 1;
startOfCompressedText = numberToReadMetadata;
for (int i = 2; i <= numberToReadMetadata; i++)
{
//Leemos primero los caracteres:
char character = (char)bytes[i];
i++;
int frequency = bytes[i];
//Agregamos a la "table":
NodeTable aux = new NodeTable
{
character = character.ToString(),
frequency = frequency
};
table.Add(aux);
}
}
//Si ocupan 2 bytes, entonces...
else if (bytesOfFrequencies == 2)
{
int numberToReadMetadata = (diferentsCharacters * 3) + 1;
startOfCompressedText = numberToReadMetadata;
for (int i = 2; i < numberToReadMetadata; i++)
{
//Leemos primero los caracteres:
char character = (char)bytes[i];
i++;
//Ya que las frecuencias ocupan dos bytes, debemos:
//Primero: Convertir la 2da. y 3ra. posición a bytes
int frequency1 = bytes[i];
i++;
int frequency2 = bytes[i];
//Segundo: Ya convertidos a bytes, ambos se deben convertir a binarios
string binary1 = ConvertDecimalToBinary(frequency1);
if (binary1 == "")
{
binary1 = "0";
}
string binary2 = ConvertDecimalToBinary(frequency2);
if (binary2.Length < 8)
{
string copy = binary2;
binary2 = "";
int restant = 8 - copy.Length;
for (int j = 0; j < restant; j++)
{
binary2 += "0";
}
binary2 += copy;
}
//Tercero: Concatenamos los dos binarios, para formar uno solo
string resultantBinary = binary1 + binary2;
//Cuarto: Convertimos el binario en decimal para obtener la frecuencia total
int frequencyTotal = ConvertBinaryToDecimal(resultantBinary);
//Agregamos a la "table":
NodeTable aux = new NodeTable
{
character = character.ToString(),
frequency = frequencyTotal
};
table.Add(aux);
}
}
//Se llena la tablita con sus probabilidades y se vuelve a hacer todo el proceso de la cola y el árbol, etc...
//Se calcula la probabilidad de cada caracter:
double totalFrequency = 0;
for (int i = 0; i < table.Count; i++)
{
totalFrequency += table[i].frequency;
}
for (int i = 0; i < table.Count; i++)
{
table[i].probability = table[i].frequency / totalFrequency;
}
//Incicializamos una cola e insertamos los valores:
HuffQueue <NodeTable> queue = new HuffQueue <NodeTable>();
AddToQueue(table, queue);
//Agregamos al árbol de Huffman:
HuffTree tree = new HuffTree();
tree.Insert(queue, tree);
//Agregar al árbol, las codificaciones:
tree.AddBinary(tree.rootOriginal, 0, "");
//Añadimos a la tabla las codificaciones de cada caracter en su lugar correspondiente:
//Para eso debemos llenar una lista con los caracteres y codificaciones del árbol:
List <NodeTable> auxiliar = new List <NodeTable>();
tree.BinarysIncludes(tree.rootOriginal, auxiliar);
//Ya con la lista, se lo agregamos a la "table":
for (int i = 0; i < auxiliar.Count; i++)
{
for (int j = 0; j < table.Count; j++)
{
if (auxiliar[i].character == table[j].character)
{
table[j].binary = auxiliar[i].binary;
}
}
}
//Ya con toda la table hecha, procedemos a leer el texto compreso para su descompresión:
string largeBinary = "";
StringBuilder aux2 = new StringBuilder();
for (int i = startOfCompressedText + 1; i < bytes.Count; i++)
{
//Se convierte cada decimal a binario y se agrega a un solo string con el binario largo original:
string binaryIndividual = ConvertDecimalToBinary(bytes[i]);
//Si el tamaño, es menor a 8, entonces se agregan 0´s al inicio:
if (binaryIndividual.Length < 8)
{
int restants = 8 - binaryIndividual.Length;
string others = "";
for (int j = 0; j < restants; j++)
{
others += "0";
}
string ok = others + binaryIndividual;
aux2.Append(ok);
}
else
{
aux2.Append(binaryIndividual);
}
}
largeBinary = aux2.ToString();
StringBuilder aux4 = new StringBuilder();
aux4.Append(largeBinary);
//Ya con la cadena larga de binario... se van haciendo comparaciones en la "table" para obtener el texto original:
bool empty = false;
List <char> respuesta = new List <char>();
while (!empty)
{
bool match = false;
int counter = 0;
int posMatch = 0;
while (!match)
{
counter++;
for (int i = 0; i < table.Count; i++)
{
if (aux4.ToString(0, counter) == table[i].binary)
{
char[] aux = table[i].character.ToCharArray();
respuesta.Add(aux[0]);
posMatch = counter;
match = true;
}
}
}
//Se elimina lo que ya se encontró:
if (match)
{
aux4.Remove(0, posMatch);
}
//Se comprueba si ya se debe dejar de leer:
if (respuesta.Count == totalFrequency)
{
empty = true;
}
}
return(respuesta);
}
public void Insert(HuffQueue <NodeTable> valuesToInsert, HuffTree _root)
{
List <NodeHuffTree> listAux = new List <NodeHuffTree>();
//Validar si aún hay parejar para sacar en la cola:
while (valuesToInsert.Nodes >= 2)
{
//Si está vacío el árbol se realiza el primer proceso de inserción:
if (rootOriginal == null)
{
//Se sacan los dos nodos de la cola y se guardan:
object first = valuesToInsert.ReturnRoot();
valuesToInsert.DeleteRoot(valuesToInsert);
NodeTable firstSon = (NodeTable)first;
object second = valuesToInsert.ReturnRoot();
valuesToInsert.DeleteRoot(valuesToInsert);
NodeTable secondSon = (NodeTable)second;
//Se crean los primeros dos nodos hermanos del HuffTree
NodeHuffTree firstNewSon = new NodeHuffTree
{
character = firstSon.character,
probability = firstSon.probability,
};
NodeHuffTree secondNewSon = new NodeHuffTree
{
character = secondSon.character,
probability = secondSon.probability,
};
//Se crea la raíz por primera vez:
NodeHuffTree root = new NodeHuffTree
{
character = "N" + proxNode.ToString(),
probability = firstNewSon.probability + secondNewSon.probability,
};
//Se valida quién será el hijo izquierdo y quién el hijo derecho
if (secondNewSon.probability > firstNewSon.probability)
{
root.nodeRight = secondNewSon;
root.nodeLeft = firstNewSon;
}
else
{
root.nodeRight = firstNewSon;
root.nodeLeft = secondNewSon;
}
//Se agrega el padre a los dos hermanos:
firstNewSon.nodeFather = root;
secondNewSon.nodeFather = root;
//Se asigna la raíz:
rootOriginal = root;
//Se agrega el padre creado a la cola:
NodeTable toInsertAgainOnQueue = new NodeTable
{
character = "N" + proxNode.ToString(),
probability = root.probability
};
proxNode++;
valuesToInsert.Insert(toInsertAgainOnQueue, root.probability);
}
//Si el árbol ya tiene algo, se realiza el siguiente proceso:
else
{
//Se sacan los dos nodos de la cola y se guardan:
object first = valuesToInsert.ReturnRoot();
valuesToInsert.DeleteRoot(valuesToInsert);
NodeTable firstSon = (NodeTable)first;
object second = valuesToInsert.ReturnRoot();
valuesToInsert.DeleteRoot(valuesToInsert);
NodeTable secondSon = (NodeTable)second;
//Se crean los dos nodos hermanos del HuffTree:
NodeHuffTree firstNewSon = new NodeHuffTree
{
character = firstSon.character,
probability = firstSon.probability,
};
NodeHuffTree secondNewSon = new NodeHuffTree
{
character = secondSon.character,
probability = secondSon.probability,
};
//Se crea la nueva raíz que será padre de los dos nodos hermanos sin importar cuál sea el caso:
NodeHuffTree root = new NodeHuffTree
{
character = "N" + proxNode.ToString(),
probability = firstNewSon.probability + secondNewSon.probability,
};
//Ya que tenemos los hermanos, se valida si alguno de los dos ya está en la Raiz del HuffTree:
//Si hay alguno, entonces se busca en la listAux si el otro que no era igual a la raíz está:
if ((rootOriginal.character == firstNewSon.character) || (rootOriginal.character == secondNewSon.character))
{
bool matchOnList = false;
int posMatch = 0;
//Se busca en la listAux:
for (int i = 0; i < listAux.Count; i++)
{
if ((listAux[i].character == firstNewSon.character) || (listAux[i].character == secondNewSon.character))
{
matchOnList = true;
posMatch = i;
}
}
//Si se encontró, entonces se saca... se hace hermano con el que ya está en la raíz del HuffTree:
if (matchOnList)
{
//Se obtiene el nodo de la lista y se elimina:
NodeHuffTree valueMatchOnList = listAux[posMatch];
listAux.RemoveAt(posMatch);
//Se hace una copia de la rootOriginal;
HuffTree auxilarClone = (HuffTree)_root.Clone();
//Ya que tenemos los dos valores, solo insertamos de la manera correcta:
if (valueMatchOnList.probability > auxilarClone.rootOriginal.probability)
{
root.nodeLeft = auxilarClone.rootOriginal;
root.nodeRight = valueMatchOnList;
}
else
{
root.nodeLeft = valueMatchOnList;
root.nodeRight = auxilarClone.rootOriginal;
}
//Se agrega el padre a los dos hermanos:
valueMatchOnList.nodeFather = root;
auxilarClone.rootOriginal.nodeFather = root;
//Se cambia la raíz
rootOriginal = root;
//Se agrega el padre creado a la cola:
NodeTable toInsertAgainOnQueue = new NodeTable
{
character = "N" + proxNode.ToString(),
probability = root.probability
};
proxNode++;
valuesToInsert.Insert(toInsertAgainOnQueue, root.probability);
}
//Si no se encontró el otro en la lista... entonces solo se hace hermano con la raíz (el que no es igual):
else
{
//Se hace una copia de la rootOriginal;
HuffTree auxilarClone = (HuffTree)_root.Clone();
//Si es igual al firstNewSon, entonces la raíz se volverá hermano con el secondNewSon
if (auxilarClone.rootOriginal.character == firstNewSon.character)
{
if (secondNewSon.probability > auxilarClone.rootOriginal.probability)
{
root.nodeLeft = auxilarClone.rootOriginal;
root.nodeRight = secondNewSon;
}
else
{
root.nodeLeft = secondNewSon;
root.nodeRight = auxilarClone.rootOriginal;
}
auxilarClone.rootOriginal.nodeFather = root;
secondNewSon.nodeFather = root;
}
//Si es igual al secondNewSon, entonces la raíz se volverá hermano con el firstNewSon
else if (auxilarClone.rootOriginal.character == secondNewSon.character)
{
if (firstNewSon.probability > auxilarClone.rootOriginal.probability)
{
root.nodeLeft = auxilarClone.rootOriginal;
root.nodeRight = firstNewSon;
}
else
{
root.nodeLeft = firstNewSon;
root.nodeRight = auxilarClone.rootOriginal;
}
auxilarClone.rootOriginal.nodeFather = root;
firstNewSon.nodeFather = root;
}
//Se cambia la raíz
rootOriginal = root;
//Se agrega el padre creado a la cola:
NodeTable toInsertAgainOnQueue = new NodeTable
{
character = "N" + proxNode.ToString(),
probability = root.probability
};
proxNode++;
valuesToInsert.Insert(toInsertAgainOnQueue, root.probability);
}
}
//Si no hay alguno, entonces:
else
{
//Se busca en la listAux para encontrar alguno de los 2:
bool matchOnList = false;
for (int i = 0; i < listAux.Count; i++)
{
if ((listAux[i].character == firstNewSon.character) || (listAux[i].character == secondNewSon.character))
{
matchOnList = true;
}
}
//Si no se encuentra, entonces solo se inserta el root en la lista:
if (!matchOnList)
{
if (secondNewSon.probability > firstNewSon.probability)
{
root.nodeLeft = firstNewSon;
root.nodeRight = secondNewSon;
}
else
{
root.nodeLeft = secondNewSon;
root.nodeRight = firstNewSon;
}
//Se agrega el padre a los dos hermanos:
firstNewSon.nodeFather = root;
secondNewSon.nodeFather = root;
//Se agrega el padre creado a la cola:
NodeTable toInsertAgainOnQueue = new NodeTable
{
character = "N" + proxNode.ToString(),
probability = root.probability
};
proxNode++;
valuesToInsert.Insert(toInsertAgainOnQueue, root.probability);
//Se inserta en la listAux
listAux.Add(root);
}
//Si se encuentra, entonces se busca si los 2 están en la lista o si solo 1 está:
else
{
//Se busca denuevo en la lista, pero esta vez, ambos por separado:
bool matchFirstNewSon = false;
int posMatchFirstNewSon = 0;
for (int i = 0; i < listAux.Count; i++)
{
if (listAux[i].character == firstNewSon.character)
{
matchFirstNewSon = true;
posMatchFirstNewSon = i;
}
}
bool matchSecondNewSon = false;
int posMatchSecondNewSon = 0;
for (int i = 0; i < listAux.Count; i++)
{
if (listAux[i].character == secondNewSon.character)
{
matchSecondNewSon = true;
posMatchSecondNewSon = i;
}
}
//Si encuentra a los dos en la lista:
if (matchFirstNewSon && matchSecondNewSon)
{
//Se guardan y se remueven de la lista:
NodeHuffTree valueMatchOnList1 = listAux[posMatchFirstNewSon];
NodeHuffTree valueMatchOnList2 = listAux[posMatchSecondNewSon];
listAux.RemoveAt(posMatchFirstNewSon);
//Se valida si no es mayor la posición, ya que se habrá eliminado:
if (posMatchSecondNewSon > posMatchFirstNewSon)
{
posMatchSecondNewSon -= 1;
}
listAux.RemoveAt(posMatchSecondNewSon);
//Se valida en qué posición van (izquierda, derecha):
if (valueMatchOnList2.probability > valueMatchOnList1.probability)
{
root.nodeLeft = valueMatchOnList1;
root.nodeRight = valueMatchOnList2;
}
else
{
root.nodeLeft = valueMatchOnList2;
root.nodeRight = valueMatchOnList1;
}
//Se agrega el padre a los dos hermanos:
valueMatchOnList1.nodeFather = root;
valueMatchOnList2.nodeFather = root;
//Se agrega el padre creado a la cola:
NodeTable toInsertAgainOnQueue = new NodeTable
{
character = "N" + proxNode.ToString(),
probability = root.probability
};
proxNode++;
valuesToInsert.Insert(toInsertAgainOnQueue, root.probability);
//Se inserta en la listAux
listAux.Add(root);
}
//Si solo se encuentra uno en la lista:
else if (matchFirstNewSon || matchSecondNewSon)
{
//Si solo se encuentra el matchFirstNewSon
if (matchFirstNewSon)
{
//Se guardan y se remueven de la lista:
NodeHuffTree valueMatchOnList1 = listAux[posMatchFirstNewSon];
listAux.RemoveAt(posMatchFirstNewSon);
//Se valida en qué posición van (izquierda, derecha):
if (secondNewSon.probability > valueMatchOnList1.probability)
{
root.nodeLeft = valueMatchOnList1;
root.nodeRight = secondNewSon;
}
else
{
root.nodeLeft = secondNewSon;
root.nodeRight = valueMatchOnList1;
}
//Se agrega el padre a los dos hermanos:
valueMatchOnList1.nodeFather = root;
secondNewSon.nodeFather = root;
//Se agrega el padre creado a la cola:
NodeTable toInsertAgainOnQueue = new NodeTable
{
character = "N" + proxNode.ToString(),
probability = root.probability
};
proxNode++;
valuesToInsert.Insert(toInsertAgainOnQueue, root.probability);
//Se inserta en la listAux
listAux.Add(root);
}
//Si solo se encuentra el matchSecondNewSon
else if (matchSecondNewSon)
{
//Se guardan y se remueven de la lista:
NodeHuffTree valueMatchOnList2 = listAux[posMatchSecondNewSon];
listAux.RemoveAt(posMatchSecondNewSon);
//Se valida en qué posición van (izquierda, derecha):
if (firstNewSon.probability > valueMatchOnList2.probability)
{
root.nodeLeft = valueMatchOnList2;
root.nodeRight = firstNewSon;
}
else
{
root.nodeLeft = firstNewSon;
root.nodeRight = valueMatchOnList2;
}
//Se agrega el padre a los dos hermanos:
valueMatchOnList2.nodeFather = root;
firstNewSon.nodeFather = root;
//Se agrega el padre creado a la cola:
NodeTable toInsertAgainOnQueue = new NodeTable
{
character = "N" + proxNode.ToString(),
probability = root.probability
};
proxNode++;
valuesToInsert.Insert(toInsertAgainOnQueue, root.probability);
//Se inserta en la listAux
listAux.Add(root);
}
}
}
}
}
}
}