c++实现霍夫曼编码:实现任意Q符号的N重序列信源的最优R进制编码

时间: 2024-02-13 20:05:30 浏览: 96
CPP

c++实现的哈夫曼编码

以下是C++实现任意Q符号的N重序列信源的最优R进制编码的代码示例: ```c++ #include <iostream> #include <vector> #include <unordered_map> #include <queue> #include <cmath> using namespace std; // 定义哈夫曼树的节点 struct Node { string str; int freq; Node* left; Node* right; Node(string s, int f) : str(s), freq(f), left(NULL), right(NULL) {} ~Node() { delete left; delete right; } }; // 定义哈夫曼树节点的比较器 struct NodeComparator { bool operator()(Node* a, Node* b) { return a->freq > b->freq; } }; // 哈夫曼编码函数 unordered_map<string, string> huffmanEncoding(vector<string>& seq, int n, int r) { // 统计序列出现的频率 unordered_map<string, int> freqMap; for (int i = 0; i < seq.size(); i += n) { string str = seq.substr(i, n); freqMap[str]++; } // 将序列频率信息转换为节点信息 priority_queue<Node*, vector<Node*>, NodeComparator> minHeap; for (auto pair : freqMap) { minHeap.push(new Node(pair.first, pair.second)); } // 构建哈夫曼树 while (minHeap.size() > 1) { Node* left = minHeap.top(); minHeap.pop(); Node* right = minHeap.top(); minHeap.pop(); Node* parent = new Node(left->str + right->str, left->freq + right->freq); parent->left = left; parent->right = right; minHeap.push(parent); } // 构建哈夫曼编码表 unordered_map<string, string> encodingMap; function<void(Node*, string)> dfs = [&](Node* node, string code) { if (!node) { return; } if (node->str.length() == n) { encodingMap[node->str] = code; } dfs(node->left, code + "0"); dfs(node->right, code + "1"); }; dfs(minHeap.top(), ""); // 将编码表转换为R进制编码表 unordered_map<string, string> rEncodingMap; for (auto pair : encodingMap) { string str = pair.second; int num = 0; for (int i = 0; i < str.length(); i++) { num += (str[i] - '0') * pow(2, i); } string rEncoding = ""; while (num > 0) { rEncoding = to_string(num % r) + rEncoding; num /= r; } rEncodingMap[pair.first] = rEncoding; } return rEncodingMap; } int main() { string seq = "ABCDEABCDEABCDEABCDE"; int n = 3; int r = 5; vector<string> subSeqs; for (int i = 0; i < seq.length(); i += n) { subSeqs.push_back(seq.substr(i, n)); } unordered_map<string, string> encodingMap = huffmanEncoding(subSeqs, n, r); for (auto pair : encodingMap) { cout << pair.first << ": " << pair.second << endl; } return 0; } ``` 上述代码中,首先使用 `unordered_map` 统计序列中各个子序列的出现频率,然后将频率信息转换为节点信息,并使用最小堆构建哈夫曼树。接着使用深度优先搜索构建哈夫曼编码表,并返回编码表。最后,将编码表转换为R进制编码表,并输出各个子序列对应的编码。
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