文件压缩算法的代码实现

时间: 2024-03-09 16:47:20 浏览: 16
以下是一个基于Huffman编码的文件压缩算法的代码实现,用于将文件进行压缩: ```c++ #include <iostream> #include <fstream> #include <queue> #include <unordered_map> #include <bitset> using namespace std; // 哈夫曼编码树结点 struct HuffmanTreeNode { unsigned char ch; int freq; HuffmanTreeNode *left; HuffmanTreeNode *right; HuffmanTreeNode(unsigned char ch, int freq) :ch(ch), freq(freq), left(nullptr), right(nullptr) {} }; // 哈夫曼编码树结点比较器,用于优先队列 struct Compare { bool operator()(HuffmanTreeNode *a, HuffmanTreeNode *b) { return a->freq > b->freq; } }; // 建立哈夫曼编码树 HuffmanTreeNode *buildHuffmanTree(vector<int>& freq) { priority_queue<HuffmanTreeNode*, vector<HuffmanTreeNode*>, Compare> pq; for (int i = 0; i < 256; i++) { if (freq[i] > 0) { pq.push(new HuffmanTreeNode(i, freq[i])); } } while (pq.size() > 1) { HuffmanTreeNode *left = pq.top(); pq.pop(); HuffmanTreeNode *right = pq.top(); pq.pop(); HuffmanTreeNode *node = new HuffmanTreeNode(0, left->freq + right->freq); node->left = left; node->right = right; pq.push(node); } return pq.top(); } // 建立字符到哈夫曼编码的映射表 void buildHuffmanCodeTable(HuffmanTreeNode *root, string code, unordered_map<unsigned char, string>& codeTable) { if (root == nullptr) return; if (root->ch != 0) codeTable[root->ch] = code; buildHuffmanCodeTable(root->left, code + "0", codeTable); buildHuffmanCodeTable(root->right, code + "1", codeTable); } // 压缩文件 void compressFile(const string& inputFile, const string& outputFile) { // 统计文件中每个字符的出现次数 vector<int> freq(256); ifstream fin(inputFile, ios::binary); unsigned char ch; while (fin >> noskipws >> ch) { freq[ch]++; } fin.close(); // 建立哈夫曼编码树 HuffmanTreeNode *root = buildHuffmanTree(freq); // 建立字符到哈夫曼编码的映射表 unordered_map<unsigned char, string> codeTable; buildHuffmanCodeTable(root, "", codeTable); // 将映射表写入输出文件 ofstream fout(outputFile, ios::binary); fout.write(reinterpret_cast<const char*>(&freq[0]), freq.size() * sizeof(int)); // 将压缩后的数据写入输出文件 bitset<8> bit; unsigned char byte = 0; fin.open(inputFile, ios::binary); while (fin >> noskipws >> ch) { string code = codeTable[ch]; for (int i = 0; i < code.size(); i++) { if (code[i] == '1') bit.set(7 - i % 8); if (i % 8 == 7) { byte = static_cast<unsigned char>(bit.to_ulong()); fout << byte; bit.reset(); } } } if (bit.any()) { byte = static_cast<unsigned char>(bit.to_ulong()); fout << byte; } fin.close(); fout.close(); } // 解压文件 void decompressFile(const string& inputFile, const string& outputFile) { // 读取映射表 vector<int> freq(256); ifstream fin(inputFile, ios::binary); fin.read(reinterpret_cast<char*>(&freq[0]), freq.size() * sizeof(int)); // 建立哈夫曼编码树 HuffmanTreeNode *root = buildHuffmanTree(freq); // 解压文件 ofstream fout(outputFile, ios::binary); HuffmanTreeNode *node = root; unsigned char ch; while (fin >> noskipws >> ch) { bitset<8> bit(ch); for (int i = 0; i < 8; i++) { if (bit[7 - i]) { node = node->right; } else { node = node->left; } if (node->ch != 0) { fout << node->ch; node = root; } } } fin.close(); fout.close(); } int main() { compressFile("input.txt", "compressed.bin"); decompressFile("compressed.bin", "output.txt"); return 0; } ``` 该程序使用Huffman编码算法实现了文件压缩和解压缩功能,能够将输入文件压缩为二进制格式的输出文件,并且能够将输出文件解压缩为原始文件。

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