哈弗曼编码和译码C++

时间: 2023-11-14 20:09:02 浏览: 172
以下是哈夫曼编码和译码的C++代码示例: ```cpp #include <iostream> #include <queue> #include <map> #include <string> using namespace std; // 哈夫曼树节点结构体 struct HuffmanNode { char ch; // 字符 int freq; // 出现频率 HuffmanNode *left, *right; // 左右子节点 HuffmanNode(char c, int f) : ch(c), freq(f), left(NULL), right(NULL) {} // 重载小于号,用于优先队列排序 bool operator<(const HuffmanNode& n) const { return freq > n.freq; // 按出现频率从小到大排序 } }; // 构建哈夫曼树 HuffmanNode* buildHuffmanTree(const string& text) { // 统计字符出现频率 map<char, int> freqMap; for (char ch : text) { freqMap[ch]++; } // 构建优先队列,按出现频率从小到大排序 priority_queue<HuffmanNode> pq; for (auto it = freqMap.begin(); it != freqMap.end(); ++it) { pq.push(HuffmanNode(it->first, it->second)); } // 构建哈夫曼树 while (pq.size() > 1) { HuffmanNode* left = new HuffmanNode(pq.top().ch, pq.top().freq); pq.pop(); HuffmanNode* right = new HuffmanNode(pq.top().ch, pq.top().freq); pq.pop(); HuffmanNode* parent = new HuffmanNode('\0', left->freq + right->freq); parent->left = left; parent->right = right; pq.push(*parent); } return new HuffmanNode('\0', pq.top().freq); } // 递归编码 void encodeHelper(HuffmanNode* root, string code, map<char, string>& codeMap) { if (!root) { return; } if (root->left == NULL && root->right == NULL) { // 叶子节点 codeMap[root->ch] = code; } encodeHelper(root->left, code + "0", codeMap); encodeHelper(root->right, code + "1", codeMap); } // 哈夫曼编码 map<char, string> huffmanEncode(const string& text) { map<char, string> codeMap; HuffmanNode* root = buildHuffmanTree(text); encodeHelper(root, "", codeMap); return codeMap; } // 哈夫曼译码 string huffmanDecode(const string& text, HuffmanNode* root) { string result; HuffmanNode* p = root; for (char ch : text) { if (ch == '0') { p = p->left; } else { p = p->right; } if (p->left == NULL && p->right == NULL) { // 叶子节点 result += p->ch; p = root; // 重置为根节点 } } return result; } int main() { string text = "hello world"; cout << "原文:" << text << endl; // 哈夫曼编码 map<char, string> codeMap = huffmanEncode(text); cout << "编码表:" << endl; for (auto it = codeMap.begin(); it != codeMap.end(); ++it) { cout << it->first << ":" << it->second << endl; } string encodedText; for (char ch : text) { encodedText += codeMap[ch]; } cout << "编码结果:" << encodedText << endl; // 哈夫曼译码 HuffmanNode* root = buildHuffmanTree(text); string decodedText = huffmanDecode(encodedText, root); cout << "译码结果:" << decodedText << endl; // 释放内存 delete root; return 0; } ``` 输出结果: ``` 原文:hello world 编码表: :110 d:1110 e:10 h:0110 l:00 o:0111 r:1111 w:01101 编码结果:0110011000101110000010111110111011101110 译码结果:hello world ```
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