哈夫曼编码器课程设计

### 关于哈夫曼编码器的课程设计

#### 设计目标
哈夫曼编码是一种用于无损压缩的数据编码方式，其核心在于通过构建最优前缀码来减少冗余。这种编码方法广泛应用于文件压缩工具中。

#### 主要功能模块分析

##### 权重计算与节点初始化
为了创建哈夫曼树，首先需要统计待编码字符串中各字符出现次数并以此作为权重值。这一步骤可以通过遍历输入文本完成，并将结果存储在一个列表里，其中每个元素代表一个字符及其对应的频率[^1]。

##### 构建哈夫曼树
利用上述得到的字符频率表，采用贪心策略逐步合并两个最低概率的节点直到形成完整的二叉树结构。具体来说，在每一轮迭代过程中选取当前集合中最轻量级的一对节点组合成新的父节点；重复此过程直至只剩下一个根节点为止[^3]。

struct Node {
    char ch;
    int freq;
    Node *left, *right;

    bool operator<(const Node& other)const{
        return this->freq > other.freq; // 小顶堆比较函数
    }
};

##### 编码映射生成
一旦完成了哈夫曼树的构造工作之后，就可以沿着从叶子到根的方向为每一个字母分配唯一的位序列（即所谓的霍夫曼字典），通常左边分支对应'0',右边则表示'1'[ ^3 ].

void generateCodes(Node* root,std::string str,map<char,string>& huffmanCode){
    if (!root)
        return ;

    if (isLeaf(root))
        huffmanCode[root->ch]=str;

    generateCodes(root->left,str+"0",huffmanCode);
    generateCodes(root->right,str+"1",huffmanCode);
}

##### 文件读取与写入操作
对于实际应用场景下的大体量文档处理需求而言，还需考虑如何高效地加载源文件内容以及保存最终经过压缩后的版本。可以借助标准库提供的`fstream`类来进行这些I/O任务.

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