有哈夫曼码表,如何对本地文本进行压缩C语言编程的代码

时间: 2023-11-22 11:54:49 浏览: 33
首先,需要将文本文件读入到程序中。然后,统计文本中各个字符的频率,并按照频率建立哈夫曼树。接下来,根据哈夫曼树生成哈夫曼编码表。最后,将文本内容进行哈夫曼编码,将编码后的二进制数据保存到文件中。 下面是一个简单的实现例子: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> // 定义哈夫曼编码结构体 typedef struct HuffmanCode { int freq; // 字符出现频率 char code[256]; // 哈夫曼编码 } HuffmanCode; // 定义哈夫曼树节点结构体 typedef struct TreeNode { int freq; // 字符出现频率 int symbol; // 字符 struct TreeNode *left; // 左子树 struct TreeNode *right; // 右子树 } TreeNode; // 统计文本中各个字符的频率 int *calcFreq(FILE *fp, int *size) { int *freq = (int *)calloc(256, sizeof(int)); if (freq == NULL) { printf("error: memory allocation failed\n"); exit(EXIT_FAILURE); } int ch; while ((ch = fgetc(fp)) != EOF) { freq[ch]++; } *size = ftell(fp); fseek(fp, 0, SEEK_SET); return freq; } // 创建哈夫曼树 TreeNode *createHuffmanTree(int *freq) { TreeNode **nodes = (TreeNode **)calloc(256, sizeof(TreeNode *)); if (nodes == NULL) { printf("error: memory allocation failed\n"); exit(EXIT_FAILURE); } // 初始化节点 for (int i = 0; i < 256; i++) { if (freq[i] > 0) { nodes[i] = (TreeNode *)calloc(1, sizeof(TreeNode)); if (nodes[i] == NULL) { printf("error: memory allocation failed\n"); exit(EXIT_FAILURE); } nodes[i]->freq = freq[i]; nodes[i]->symbol = i; } } // 构建哈夫曼树 while (1) { TreeNode *node1 = NULL; TreeNode *node2 = NULL; // 找到频率最小的两个节点 for (int i = 0; i < 256; i++) { if (nodes[i] != NULL) { if (node1 == NULL || nodes[i]->freq < node1->freq) { node2 = node1; node1 = nodes[i]; } else if (node2 == NULL || nodes[i]->freq < node2->freq) { node2 = nodes[i]; } } } if (node2 == NULL) { break; } // 创建新节点 TreeNode *node = (TreeNode *)calloc(1, sizeof(TreeNode)); if (node == NULL) { printf("error: memory allocation failed\n"); exit(EXIT_FAILURE); } node->freq = node1->freq + node2->freq; node->left = node1; node->right = node2; nodes[node1->symbol] = node; nodes[node2->symbol] = NULL; } // 返回根节点 return nodes[node1->symbol]; } // 生成哈夫曼编码表 void createHuffmanCode(TreeNode *node, HuffmanCode *codes, char *code, int size) { if (node->left == NULL && node->right == NULL) { // 叶子节点,将哈夫曼编码赋值到编码表中 codes[node->symbol].freq = node->freq; strcpy(codes[node->symbol].code, code); } else { // 非叶子节点,向左子树添加编码位 '0' code[size] = '0'; createHuffmanCode(node->left, codes, code, size + 1); // 向右子树添加编码位 '1' code[size] = '1'; createHuffmanCode(node->right, codes, code, size + 1); } } // 哈夫曼编码 void huffmanEncode(FILE *fp, FILE *outfp, HuffmanCode *codes) { char *code = (char *)calloc(256, sizeof(char)); if (code == NULL) { printf("error: memory allocation failed\n"); exit(EXIT_FAILURE); } int ch; int pos = 0; char buf = 0; while ((ch = fgetc(fp)) != EOF) { // 将哈夫曼编码拼接到缓冲区中 for (int i = 0; codes[ch].code[i] != '\0'; i++) { if (codes[ch].code[i] == '0') { buf = buf << 1; } else { buf = (buf << 1) | 1; } pos++; if (pos == 8) { // 缓冲区已满,写入文件中 fwrite(&buf, sizeof(char), 1, outfp); pos = 0; buf = 0; } } } // 写入剩余数据 if (pos > 0) { buf = buf << (8 - pos); fwrite(&buf, sizeof(char), 1, outfp); } } int main(void) { FILE *fp = fopen("test.txt", "rb"); if (fp == NULL) { printf("error: file not found\n"); return EXIT_FAILURE; } int size; int *freq = calcFreq(fp, &size); TreeNode *root = createHuffmanTree(freq); HuffmanCode *codes = (HuffmanCode *)calloc(256, sizeof(HuffmanCode)); if (codes == NULL) { printf("error: memory allocation failed\n"); return EXIT_FAILURE; } char *code = (char *)calloc(256, sizeof(char)); if (code == NULL) { printf("error: memory allocation failed\n"); return EXIT_FAILURE; } createHuffmanCode(root, codes, code, 0); FILE *outfp = fopen("test.bin", "wb"); if (outfp == NULL) { printf("error: file create failed\n"); return EXIT_FAILURE; } huffmanEncode(fp, outfp, codes); fclose(outfp); fclose(fp); free(freq); free(codes); free(code); return 0; } ``` 这个程序能够读取名为 `test.txt` 的文本文件,使用哈夫曼编码进行压缩,并将压缩后的二进制数据保存为名为 `test.bin` 的文件。

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