huffman树编码译码c++

时间: 2023-09-04 14:02:25 浏览: 46
Huffman树编码和译码是一种常用的数据压缩算法。Huffman树是一种特殊的二叉树,它通过统计字符出现的频率来构建树结构。频率较高的字符在树中的路径较短,而频率较低的字符则路径较长。 Huffman树编码先根据字符出现的频率构建Huffman树,然后通过遍历树来得到字符的编码。编码是树中从根节点到叶节点的路径表示的,节点的左边路径表示0,右边路径表示1。编码的长度取决于字符在树中的位置。 Huffman树译码是根据编码和Huffman树来还原原始的字符序列。从根节点开始,根据编码的位依次向左或向右遍历树,直到找到叶节点,即对应一个字符。然后将该字符记录下来,继续遍历下一个编码。最后,将记录下的字符重新排列,即可得到原始的字符序列。 Huffman树编码和译码可以实现数据的无损压缩和解压缩。它可以通过统计字符出现的频率来建立对应的编码表,将较频繁出现的字符用较短的编码表示,而较不频繁出现的字符用较长的编码表示。这样可以有效地减少数据的存储空间和传输速度。同时,Huffman树编码和译码也是一种前缀编码,即任何一个字符的编码都不是另一个字符编码的前缀,保证了译码的唯一性。
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霍夫曼编码译码器c++

以下是一个简单的霍夫曼编码译码器的C代码示例: ``` #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #define MAX_TREE_HT 100 struct MinHeapNode { char data; unsigned freq; struct MinHeapNode *left, *right; }; struct MinHeap { unsigned size; unsigned capacity; struct MinHeapNode **array; }; struct MinHeapNode *newNode(char data, unsigned freq) { struct MinHeapNode *temp = (struct MinHeapNode *)malloc(sizeof(struct MinHeapNode)); temp->left = temp->right = NULL; temp->data = data; temp->freq = freq; return temp; } struct MinHeap *createMinHeap(unsigned capacity) { struct MinHeap *minHeap = (struct MinHeap *)malloc(sizeof(struct MinHeap)); minHeap->size = 0; minHeap->capacity = capacity; minHeap->array = (struct MinHeapNode **)malloc(minHeap->capacity * sizeof(struct MinHeapNode *)); return minHeap; } void swapMinHeapNode(struct MinHeapNode **a, struct MinHeapNode **b) { struct MinHeapNode *t = *a; *a = *b; *b = t; } void minHeapify(struct MinHeap *minHeap, int idx) { int smallest = idx; int left = 2 * idx + 1; int right = 2 * idx + 2; if (left < minHeap->size && minHeap->array[left]->freq < minHeap->array[smallest]->freq) smallest = left; if (right < minHeap->size && minHeap->array[right]->freq < minHeap->array[smallest]->freq) smallest = right; if (smallest != idx) { swapMinHeapNode(&minHeap->array[smallest], &minHeap->array[idx]); minHeapify(minHeap, smallest); } } int isSizeOne(struct MinHeap *minHeap) { return (minHeap->size == 1); } struct MinHeapNode *extractMin(struct MinHeap *minHeap) { struct MinHeapNode *temp = minHeap->array[0]; minHeap->array[0] = minHeap->array[minHeap->size - 1]; --minHeap->size; minHeapify(minHeap, 0); return temp; } void insertMinHeap(struct MinHeap *minHeap, struct MinHeapNode *minHeapNode) { ++minHeap->size; int i = minHeap->size - 1; while (i && minHeapNode->freq < minHeap->array[(i - 1) / 2]->freq) { minHeap->array[i] = minHeap->array[(i - 1) / 2]; i = (i - 1) / 2; } minHeap->array[i] = minHeapNode; } void buildMinHeap(struct MinHeap *minHeap) { int n = minHeap->size - 1; int i; for (i = (n - 1) / 2; i >= 0; --i) minHeapify(minHeap, i); } void printArr(int arr[], int n) { int i; for (i = 0; i < n; ++i) printf("%d", arr[i]); printf("\n"); } int isLeaf(struct MinHeapNode *root) { return !(root->left) && !(root->right); } struct MinHeap *createAndBuildMinHeap(char data[], int freq[], int size) { struct MinHeap *minHeap = createMinHeap(size); for (int i = 0; i < size; ++i) minHeap->array[i] = newNode(data[i], freq[i]); minHeap->size = size; buildMinHeap(minHeap); return minHeap; } struct MinHeapNode *buildHuffmanTree(char data[], int freq[], int size) { struct MinHeapNode *left, *right, *top; struct MinHeap *minHeap = createAndBuildMinHeap(data, freq, size); while (!isSizeOne(minHeap)) { left = extractMin(minHeap); right = extractMin(minHeap); top = newNode('$', left->freq + right->freq); top->left = left; top->right = right; insertMinHeap(minHeap, top); } return extractMin(minHeap); } void printCodes(struct MinHeapNode *root, int arr[], int top) { if (root->left) { arr[top] = 0; printCodes(root->left, arr, top + 1); } if (root->right) { arr[top] = 1; printCodes(root->right, arr, top + 1); } if (isLeaf(root)) { printf("%c: ", root->data); printArr(arr, top); } } void HuffmanCodes(char data[], int freq[], int size) { struct MinHeapNode *root = buildHuffmanTree(data, freq, size); int arr[MAX_TREE_HT], top = 0; printCodes(root, arr, top); } int main() { char arr[] = {'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f'}; int freq[] = {5, 9, 12, 13, 16, 45}; int size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); HuffmanCodes(arr, freq, size); return 0; } ``` 这个示例程序使用了Min Heap、霍夫曼树和深度优先搜索的概念来实现霍夫曼编码和解码。它可以生成给定字符集和频率的霍夫曼编码,并将其打印出来。该程序可以根据需要进行修改,以满足不同的编解码要求。

c++哈夫曼编码和译码

C++中的哈夫曼编码和译码可以通过以下步骤实现: 1. 构建哈夫曼树:根据给定的字符集合和对应的权值,构建哈夫曼树。具体实现可以参考上述提供的博客链接。 2. 构建哈夫曼编码表:根据构建好的哈夫曼树,生成对应的哈夫曼编码表。具体实现可以参考上述提供的博客链接。 3. 编码:根据生成的哈夫曼编码表,将需要编码的字符串转换为对应的二进制编码。具体实现可以参考以下代码: ```c++ string encode(string str, unordered_map<char, string> huffmanCode) { string encodedStr = ""; for (char c : str) { encodedStr += huffmanCode[c]; } return encodedStr; } ``` 4. 译码:根据生成的哈夫曼编码表,将二进制编码转换为对应的字符串。具体实现可以参考以下代码: ```c++ string decode(string encodedStr, Node* root) { string decodedStr = ""; Node* curr = root; for (char c : encodedStr) { if (c == '0') { curr = curr->left; } else { curr = curr->right; } if (curr->isLeaf()) { decodedStr += curr->ch; curr = root; } } return decodedStr; } ```

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