写一段这样的代码,要求对一段文本进行压缩,文本可以选择以文件的方式或者以 键盘输入的方式输入,然后采用哈夫曼编码的方式对输入的文本进 行压缩,将压缩后的编码以文件输出或者直接输出到屏幕中(与输 入方式对应)。最后还可以根据编码规则进行解码,将编码文件还 原为正常的文件。

时间: 2024-03-27 11:38:01 浏览: 82
以下是使用 C++ 语言实现哈夫曼编码的示例代码,实现对一段文本进行压缩和解压缩: ```c++ #include <iostream> #include <fstream> #include <queue> #include <unordered_map> #include <bitset> using namespace std; // 定义哈夫曼树节点的结构体 struct HuffmanNode { char data; // 存储字符 int freq; // 存储字符出现的频率 HuffmanNode* left; HuffmanNode* right; HuffmanNode(char d, int f) : data(d), freq(f), left(nullptr), right(nullptr) {} }; // 定义比较函数,用于构建小根堆 struct Compare { bool operator()(HuffmanNode* a, HuffmanNode* b) { return a->freq > b->freq; } }; // 构建哈夫曼树 HuffmanNode* buildHuffmanTree(unordered_map<char, int>& freqMap) { priority_queue<HuffmanNode*, vector<HuffmanNode*>, Compare> pq; // 将每个字符和对应的频率封装成哈夫曼树节点,加入小根堆 for (auto it = freqMap.begin(); it != freqMap.end(); it++) { pq.push(new HuffmanNode(it->first, it->second)); } // 根据小根堆中的节点构建哈夫曼树 while (pq.size() > 1) { HuffmanNode* left = pq.top(); pq.pop(); HuffmanNode* right = pq.top(); pq.pop(); HuffmanNode* parent = new HuffmanNode('#', left->freq + right->freq); parent->left = left; parent->right = right; pq.push(parent); } return pq.top(); } // 递归遍历哈夫曼树,生成编码表 void generateHuffmanCode(HuffmanNode* root, string code, unordered_map<char, string>& codeMap) { if (!root) return; if (root->left == nullptr && root->right == nullptr) { codeMap[root->data] = code; } generateHuffmanCode(root->left, code + "0", codeMap); generateHuffmanCode(root->right, code + "1", codeMap); } // 将原始文本编码为哈夫曼编码 string encodeText(string text, unordered_map<char, string>& codeMap) { string encodedText = ""; for (int i = 0; i < text.size(); i++) { encodedText += codeMap[text[i]]; } return encodedText; } // 将哈夫曼编码解码为原始文本 string decodeText(string encodedText, HuffmanNode* root) { string decodedText = ""; HuffmanNode* curr = root; for (int i = 0; i < encodedText.size(); i++) { if (encodedText[i] == '0') { curr = curr->left; } else { curr = curr->right; } if (curr->left == nullptr && curr->right == nullptr) { decodedText += curr->data; curr = root; } } return decodedText; } // 将哈夫曼编码字符串转换为位集合 bitset<8> getBitset(string bitString, int start) { string subString = bitString.substr(start, 8); bitset<8> bits(subString); return bits; } // 将位集合转换为字符 char getChar(bitset<8> bits) { return char(bits.to_ulong()); } // 压缩原始文本,返回压缩后的二进制字符串 string compressText(string text, unordered_map<char, string>& codeMap) { string encodedText = encodeText(text, codeMap); // 将二进制字符串转换为位集合,每 8 个位组成一个字符 string compressedText = ""; for (int i = 0; i < encodedText.size(); i += 8) { bitset<8> bits = getBitset(encodedText, i); compressedText += getChar(bits); } return compressedText; } // 解压缩压缩后的二进制字符串,返回原始文本 string decompressText(string compressedText, HuffmanNode* root) { // 将字符转换为位集合,并拼接成二进制字符串 string bitString = ""; for (int i = 0; i < compressedText.size(); i++) { bitset<8> bits(compressedText[i]); bitString += bits.to_string(); } // 将二进制字符串解码为原始文本 string decodedText = decodeText(bitString, root); return decodedText; } int main() { // 从文件中读取原始文本 ifstream infile("input.txt"); string text; getline(infile, text); infile.close(); // 统计每个字符出现的频率 unordered_map<char, int> freqMap; for (int i = 0; i < text.size(); i++) { freqMap[text[i]]++; } // 构建哈夫曼树,并生成编码表 HuffmanNode* root = buildHuffmanTree(freqMap); unordered_map<char, string> codeMap; generateHuffmanCode(root, "", codeMap); // 将原始文本编码为哈夫曼编码,并压缩为二进制字符串 string compressedText = compressText(text, codeMap); // 将压缩后的二进制字符串写入文件 ofstream outfile("output.bin", ios::binary); outfile.write(compressedText.c_str(), compressedText.size()); outfile.close(); // 从文件中读取压缩后的二进制字符串 ifstream binfile("output.bin", ios::binary); string compressedText2((istreambuf_iterator<char>(binfile)), istreambuf_iterator<char>()); binfile.close(); // 解压缩压缩后的二进制字符串,得到原始文本 string decodedText = decompressText(compressedText2, root); // 在屏幕上输出结果 cout << "Original text: " << text << endl; cout << "Compressed text: " << compressedText << endl; cout << "Decompressed text: " << decodedText << endl; return 0; } ``` 该代码通过读取文件或从键盘输入的方式获取原始文本,并根据原始文本构建哈夫曼树,生成编码表,然后将原始文本编码为哈夫曼编码,并压缩为二进制字符串,最后将压缩后的二进制字符串写入文件或输出到屏幕中。同时,该代码还支持从文件中读取压缩后的二进制字符串,解压缩为原始文本,并输出到屏幕中。
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