以下代码用C++实现了哈夫曼树的编码的过程,请解释每一步实现了什么操作,给出详细注释 class HuffmanNode { public: char symbol; unsigned long codeword, freq; unsigned int runLen, codewordLen; HuffmanNode* left, * right; HuffmanNode() { left = right = 0; } HuffmanNode(char s, unsigned long f, unsigned int r, HuffmanNode* lt = 0, HuffmanNode* rt = 0) { symbol = s; freq = f; runLen = r; left = lt; right = rt; } }; class ListNode { public: HuffmanNode* tree; ListNode* next, * prev; ListNode() { next = prev = 0; } ListNode(ListNode* p, ListNode* n) { prev = p; next = n; } }; void HuffmanCoding::encode(ifstream& fIn) { unsigned long packCnt = 0, hold, maxPack = bytes * bits, pack = 0; char ch, ch2; int bitsLeft, runLength; for (fIn.get(ch); !fIn.eof();) { for (runLength = 1, fIn.get(ch2); !fIn.eof() && ch2 == ch; runLength++) fIn.get(ch2); HuffmanNode* p = chars[(unsigned char)ch]; for (p = chars[(unsigned char)ch]; p != 0 && runLength != p->runLen; p = p->right); if (p == 0) cout<<("A promble in encode()"); if (p->codewordLen < maxPack - packCnt) { pack = (pack << p->codewordLen) | p->codeword; pack += p->codewordLen; } else { bitsLeft = maxPack - packCnt; pack <<= bitsLeft; if (bitsLeft != p->codewordLen) { hold = p->codeword; hold >>= p->codewordLen - bitsLeft; pack |= hold; } else pack |= hold; output(pack); if (bitsLeft != p->codewordLen) { pack = p->codeword; packCnt = maxPack - (p->codewordLen - bitsLeft); packCnt = p->codewordLen - bitsLeft; } else packCnt = 0; } ch = ch2; } if (packCnt != 0) { pack <<= maxPack - packCnt; output(pack); } }

时间: 2023-06-24 14:05:13 浏览: 83
这段代码实现了哈夫曼树的编码过程,包括读取文件中的字符并将其编码为哈夫曼编码,并将编码后的数据输出到另一个文件中。下面逐行解释每个部分的作用: ```c++ class HuffmanNode { public: char symbol; // 符号 unsigned long codeword, freq; // 编码和频率 unsigned int runLen, codewordLen; // 运行长度和编码长度 HuffmanNode *left, *right; // 左右子节点 HuffmanNode() { left = right = 0; } HuffmanNode(char s, unsigned long f, unsigned int r, HuffmanNode *lt = 0, HuffmanNode *rt = 0) { symbol = s; freq = f; runLen = r; left = lt; right = rt; } }; ``` 定义了一个哈夫曼树节点类,包含字符符号、编码、频率、运行长度、编码长度和左右子节点。有两个构造函数,一个是默认构造函数,将左右子节点初始化为 0,另一个是带参数的构造函数,用于创建节点。 ```c++ class ListNode { public: HuffmanNode *tree; ListNode *next, *prev; ListNode() { next = prev = 0; } ListNode(ListNode *p, ListNode *n) { prev = p; next = n; } }; ``` 定义了一个哈夫曼树节点列表类,包含一个哈夫曼树节点、前后指针,有两个构造函数,一个是默认构造函数,将前后指针初始化为 0,另一个是带参数的构造函数,用于创建节点列表。 ```c++ void HuffmanCoding::encode(ifstream &fIn) { unsigned long packCnt = 0, hold, maxPack = bytes * bits, pack = 0; char ch, ch2; int bitsLeft, runLength; for (fIn.get(ch); !fIn.eof();) { for (runLength = 1, fIn.get(ch2); !fIn.eof() && ch2 == ch; runLength++) fIn.get(ch2); HuffmanNode *p = chars[(unsigned char) ch]; for (p = chars[(unsigned char) ch]; p != 0 && runLength != p->runLen; p = p->right); if (p == 0) cout << ("A promble in encode()"); if (p->codewordLen < maxPack - packCnt) { pack = (pack << p->codewordLen) | p->codeword; pack += p->codewordLen; } else { bitsLeft = maxPack - packCnt; pack <<= bitsLeft; if (bitsLeft != p->codewordLen) { hold = p->codeword; hold >>= p->codewordLen - bitsLeft; pack |= hold; } else pack |= hold; output(pack); if (bitsLeft != p->codewordLen) { pack = p->codeword; packCnt = maxPack - (p->codewordLen - bitsLeft); packCnt = p->codewordLen - bitsLeft; } else packCnt = 0; } ch = ch2; } if (packCnt != 0) { pack <<= maxPack - packCnt; output(pack); } } ``` 定义了一个哈夫曼编码函数 encode(),其中包含了对输入文件的读取过程、对字符进行编码的过程和对编码后的数据输出的过程。其中: - packCnt 表示当前编码后数据的长度,hold 为一个临时变量,maxPack 为最大编码长度,pack 为编码后的数据; - ch 和 ch2 为两个字符,用于从文件中读取字符; - runLength 表示当前字符的运行长度; - chars 为哈夫曼树节点数组,存储每个字符对应的哈夫曼树节点; - p 为当前字符对应的哈夫曼树节点; - 如果当前字符对应的哈夫曼编码长度小于剩余编码长度,则将当前字符的编码加入到 pack 中,并更新 packCnt 和 pack; - 如果当前字符的编码长度大于剩余编码长度,则将 pack 向左移动剩余编码长度的位数,并将当前字符的编码加入到 pack 的右侧,然后将 pack 输出,并根据编码长度更新 pack 和 packCnt; - 如果当前字符的编码长度等于剩余编码长度,则直接将当前字符的编码加入到 pack 的右侧,并将 pack 输出,然后将 packCnt 重置为 0; - 最后,如果 packCnt 不为 0,则将 pack 左移 maxPack - packCnt 的位数,并将其输出。

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