用c++写要求能够对任意指定的文件,读出并统计文件中出现的字符及个数并对此文件中出现的字符进行 Huffman 编码,并输出。
时间: 2024-03-22 22:38:22 浏览: 20
这是一个关于Huffman编码的问题。我可以为您提供一些思路和代码实现。
首先,我们需要定义一个节点结构体来表示Huffman树的节点,其中包含字符、权重、左右子节点等信息:
```cpp
struct Node {
char ch; // 字符
int weight; // 权重
Node* left; // 左子节点
Node* right; // 右子节点
Node(char c, int w) : ch(c), weight(w), left(nullptr), right(nullptr) {}
};
```
然后,我们需要定义一个比较器结构体,用于优先队列的排序:
```cpp
struct cmp {
bool operator()(const Node* a, const Node* b) {
return a->weight > b->weight;
}
};
```
接下来,我们可以定义一个CHuffman类,其中包含读取文件、统计字符出现次数、构建Huffman树、输出Huffman树和输出字符编码等方法:
```cpp
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <queue>
#include <unordered_map>
using namespace std;
class CHuffman {
public:
CHuffman(const string& filename) {
// 读取文件
ifstream fin(filename, ios::binary);
if (!fin.is_open()) {
cerr << "Error: cannot open file " << filename << endl;
return;
}
char ch;
while (fin.read(&ch, sizeof(ch))) {
freq[ch]++;
}
fin.close();
// 构建Huffman树
createTree();
}
// 输出Huffman树
void outputTree() {
outputTree(root, 0);
}
// 输出字符编码
void outputCode() {
outputCode(root, "");
}
private:
unordered_map<char, int> freq; // 字符出现次数
Node* root = nullptr; // Huffman树根节点
// 构建Huffman树
void createTree() {
priority_queue<Node*, vector<Node*>, cmp> pq;
for (auto& p : freq) {
pq.push(new Node(p.first, p.second));
}
while (pq.size() >= 2) {
Node* left = pq.top();
pq.pop();
Node* right = pq.top();
pq.pop();
Node* parent = new Node('\0', left->weight + right->weight);
parent->left = left;
parent->right = right;
pq.push(parent);
}
root = pq.top();
}
// 输出Huffman树
void outputTree(Node* node, int depth) {
if (!node) {
return;
}
outputTree(node->right, depth + 1);
for (int i = 0; i < depth; i++) {
cout << " ";
}
if (node->ch) {
cout << node->ch << endl;
} else {
cout << "weight=" << node->weight << endl;
}
outputTree(node->left, depth + 1);
}
// 输出字符编码
void outputCode(Node* node, string code) {
if (!node) {
return;
}
if (node->ch) {
cout << node->ch << ": " << code << endl;
}
outputCode(node->left, code + "0");
outputCode(node->right, code + "1");
}
};
```
最后,我们可以使用CHuffman类来读取文件,构建Huffman树,并输出Huffman树和字符编码:
```cpp
int main() {
CHuffman hm("file.dat");
hm.outputTree();
hm.outputCode();
return 0;
}
```
当然,上述代码只是一个简单的示例,实际的Huffman编码实现可能还需要考虑更多的细节问题。