Java实现Run-Length编码（字符串压缩算法入门指南）

为什么使用Run-Length编码？

虽然现代压缩算法（如ZIP、GZIP）更为高效，但Run-Length编码因其简单、快速、易于实现，在特定场景下依然有用武之地，比如：

• 图像处理（如BMP、PCX格式）
• 日志文件压缩
• 教学与算法入门

Java实现Run-Length编码

下面我们用Java编写一个完整的Run-Length编码器。我们将实现两个功能：

1. encode()：将原始字符串压缩为RLE格式
2. decode()：将RLE格式还原为原始字符串

编码（压缩）方法

public static String encode(String input) {    if (input == null || input.isEmpty()) {        return input;    }        StringBuilder encoded = new StringBuilder();    char currentChar = input.charAt(0);    int count = 1;        for (int i = 1; i < input.length(); i++) {        if (input.charAt(i) == currentChar) {            count++;        } else {            encoded.append(currentChar).append(count);            currentChar = input.charAt(i);            count = 1;        }    }    // 添加最后一组    encoded.append(currentChar).append(count);        return encoded.toString();}

解码（解压）方法

public static String decode(String encoded) {    if (encoded == null || encoded.isEmpty()) {        return encoded;    }        StringBuilder decoded = new StringBuilder();    int i = 0;        while (i < encoded.length()) {        char ch = encoded.charAt(i);        i++; // 移动到数字部分                // 提取数字（可能多位）        StringBuilder numStr = new StringBuilder();        while (i < encoded.length() && Character.isDigit(encoded.charAt(i))) {            numStr.append(encoded.charAt(i));            i++;        }                int count = Integer.parseInt(numStr.toString());        for (int j = 0; j < count; j++) {            decoded.append(ch);        }    }        return decoded.toString();}

完整示例程序

public class RunLengthEncoding {    public static void main(String[] args) {        String original = "AAABBBCCDAA";        System.out.println("原始字符串: " + original);                String encoded = encode(original);        System.out.println("编码后: " + encoded); // 输出: A3B3C2D1A2                String decoded = decode(encoded);        System.out.println("解码后: " + decoded); // 输出: AAABBBCCDAA                // 验证是否还原成功        System.out.println("还原成功: " + original.equals(decoded));    }        // 此处插入上面的 encode 和 decode 方法}

注意事项与优化建议

虽然Run-Length编码简单有效，但也有一些局限性：

• 对于没有重复字符的字符串，编码后反而会变长（如 ABCDE → A1B1C1D1E1）
• 本实现假设输入只包含字母；若包含数字，需调整编码格式（如使用分隔符）
• 在实际项目中，可考虑使用更高效的StringBuilder初始化容量

总结

通过本篇Java Run-Length编码教程，你已经掌握了如何使用Java数据压缩技术中的基础算法。Run-Length编码虽简单，却是理解更复杂压缩算法的第一步。希望你能动手实践，加深理解！

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