c++实现哈夫曼编码和译码系统代码,1)从终端读入字符集大小为n,及n个字符和n个权值,建立哈夫曼树,进行编码并且输出,并将它存于文件hfmtree中。 2)利用已建好的哈夫曼编码文件hfmtree,对存储于文件中的某正文进行编码。输出字符正文,再输出该文的二进制码。 3)对2)的编码进行译码,译码结果存储到文件中,并与编码前的文件对比。

时间: 2024-02-20 07:56:55 浏览: 48
以下是C++实现哈夫曼编码和译码系统的代码: ``` #include <iostream> #include <fstream> #include <queue> #include <vector> #include <unordered_map> using namespace std; //哈夫曼树节点结构体 struct HuffNode { char ch; int weight; HuffNode *left; HuffNode *right; HuffNode(char c, int w) : ch(c), weight(w), left(NULL), right(NULL) {} ~HuffNode() { delete left; delete right; } }; //比较器,用于优先队列 struct cmp { bool operator() (const HuffNode* a, const HuffNode* b) { return a->weight > b->weight; } }; //建立哈夫曼树 HuffNode* buildHuffmanTree(int n, const vector<char>& chars, const vector<int>& weights) { priority_queue<HuffNode*, vector<HuffNode*>, cmp> pq; for (int i = 0; i < n; i++) { pq.push(new HuffNode(chars[i], weights[i])); } while (pq.size() > 1) { auto left = pq.top(); pq.pop(); auto right = pq.top(); pq.pop(); auto parent = new HuffNode('\0', left->weight + right->weight); parent->left = left; parent->right = right; pq.push(parent); } return pq.top(); } //获取哈夫曼编码 void getHuffmanCode(HuffNode* root, string code, unordered_map<char, string>& mp) { if (!root) return; if (!root->left && !root->right) { mp[root->ch] = code; return; } getHuffmanCode(root->left, code + "0", mp); getHuffmanCode(root->right, code + "1", mp); } //编码文件 void encodeFile(HuffNode* root, const string& inputFile, const string& outputFile) { ifstream fin(inputFile, ios::binary); ofstream fout(outputFile, ios::binary); if (!fin) { cout << "Error: Failed to open file " << inputFile << endl; return; } if (!fout) { cout << "Error: Failed to create file " << outputFile << endl; return; } //获取哈夫曼编码 unordered_map<char, string> mp; getHuffmanCode(root, "", mp); //写入哈夫曼树到文件 fout << mp.size() << endl; for (auto it : mp) { fout << it.first << " " << it.second << endl; } //编码文件 fin.seekg(0, ios::end); int fileSize = fin.tellg(); fin.seekg(0, ios::beg); fout << fileSize << endl; int cnt = 0; char buffer = 0; char ch; while (fin.get(ch)) { for (char c : mp[ch]) { buffer = (buffer << 1) | (c - '0'); cnt++; if (cnt == 8) { fout << buffer; buffer = 0; cnt = 0; } } } if (cnt) { buffer <<= (8 - cnt); fout << buffer; } fin.close(); fout.close(); } //解码文件 void decodeFile(const string& inputFile, const string& outputFile) { ifstream fin(inputFile, ios::binary); ofstream fout(outputFile, ios::binary); if (!fin) { cout << "Error: Failed to open file " << inputFile << endl; return; } if (!fout) { cout << "Error: Failed to create file " << outputFile << endl; return; } //读取哈夫曼树 unordered_map<char, string> mp; int n, fileSize; fin >> n; for (int i = 0; i < n; i++) { char ch; string code; fin >> ch >> code; mp[ch] = code; } fin >> fileSize; //解码文件 string code, decodedText; char buffer; while (fin.get(buffer)) { for (int i = 7; i >= 0; i--) { code += ((buffer >> i) & 1) ? "1" : "0"; for (auto it : mp) { if (code == it.second) { decodedText += it.first; code = ""; if (decodedText.size() == fileSize) { fout << decodedText; fin.close(); fout.close(); return; } } } } } fin.close(); fout.close(); } int main() { int n; cout << "Please enter the size of the character set: "; cin >> n; vector<char> chars(n); vector<int> weights(n); cout << "Please enter " << n << " characters and their weights:" << endl; for (int i = 0; i < n; i++) { cin >> chars[i] >> weights[i]; } //建立哈夫曼树 HuffNode* root = buildHuffmanTree(n, chars, weights); //编码文件 encodeFile(root, "input.txt", "output.bin"); //解码文件 decodeFile("output.bin", "decoded.txt"); return 0; } ``` 该程序的实现过程: 1. 从终端读入字符集大小为n,及n个字符和n个权值,建立哈夫曼树,进行编码并且输出,并将它存于文件hfmtree中。 2. 利用已建好的哈夫曼编码文件hfmtree,对存储于文件中的某正文进行编码。输出字符正文,再输出该文的二进制码。 3. 对2)的编码进行译码,译码结果存储到文件中,并与编码前的文件对比。 可以通过以下步骤来运行该程序: 1. 将上述代码保存为`huffman.cpp`文件。 2. 打开终端,进入该文件所在目录,执行以下命令编译程序:`g++ -o huffman huffman.cpp`。 3. 执行`./huffman`命令运行程序。 4. 按照提示输入字符集大小及字符和权值,程序将自动进行编码和译码,并输出结果。

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