哈夫曼压缩与解压缩c++

时间: 2023-10-17 18:05:09 浏览: 55
哈夫曼压缩和解压缩是一种基于哈夫曼树的数据压缩算法,它通过对数据中出现频率较高的字符使用较短的编码,从而实现对数据的压缩。以下是C++代码实现: 压缩: ```c++ #include <iostream> #include <queue> #include <unordered_map> #include <vector> using namespace std; // 定义哈夫曼树结点 struct HuffmanNode { char ch; // 字符 int freq; // 字符出现频率 HuffmanNode* left; HuffmanNode* right; HuffmanNode(char c, int f) : ch(c), freq(f), left(nullptr), right(nullptr) {} }; // 比较函数,用于构建最小堆 struct Compare { bool operator()(HuffmanNode* a, HuffmanNode* b) { return a->freq > b->freq; } }; // 构建哈夫曼树 HuffmanNode* buildHuffmanTree(string str) { unordered_map<char, int> freqMap; // 统计字符出现频率 for (char c : str) { freqMap[c]++; } priority_queue<HuffmanNode*, vector<HuffmanNode*>, Compare> minHeap; // 最小堆 // 将每个字符及其频率存入最小堆中 for (auto p : freqMap) { minHeap.push(new HuffmanNode(p.first, p.second)); } // 构建哈夫曼树 while (minHeap.size() > 1) { HuffmanNode* left = minHeap.top(); minHeap.pop(); HuffmanNode* right = minHeap.top(); minHeap.pop(); // 合并结点 HuffmanNode* parent = new HuffmanNode('$', left->freq + right->freq); parent->left = left; parent->right = right; minHeap.push(parent); } return minHeap.top(); // 返回根结点 } // 将哈夫曼树编码存入哈希表中 void encode(HuffmanNode* root, string code, unordered_map<char, string>& map) { if (!root) { return; } if (root->left == nullptr && root->right == nullptr) { // 叶结点 map[root->ch] = code; return; } encode(root->left, code + "0", map); encode(root->right, code + "1", map); } // 压缩函数 string compress(string str) { string compressed = ""; if (str.empty()) { return compressed; } HuffmanNode* root = buildHuffmanTree(str); // 构建哈夫曼树 unordered_map<char, string> map; // 存储字符编码 encode(root, "", map); // 构建哈夫曼编码表 // 将编码后的字符串存入compressed中 for (char c : str) { compressed += map[c]; } return compressed; } int main() { string str = "hello world"; string compressed = compress(str); cout << "Compressed string: " << compressed << endl; return 0; } ``` 解压缩: ```c++ #include <iostream> #include <unordered_map> using namespace std; // 定义哈夫曼树结点 struct HuffmanNode { char ch; // 字符 int freq; // 字符出现频率 HuffmanNode* left; HuffmanNode* right; HuffmanNode(char c, int f) : ch(c), freq(f), left(nullptr), right(nullptr) {} }; // 解码函数 string decode(string compressed, HuffmanNode* root) { string decompressed = ""; if (compressed.empty()) { return decompressed; } HuffmanNode* curr = root; // 遍历编码后的字符串,解码 for (char c : compressed) { if (c == '0') { curr = curr->left; } else { curr = curr->right; } if (curr->left == nullptr && curr->right == nullptr) { // 叶结点 decompressed += curr->ch; curr = root; } } return decompressed; } int main() { string compressed = "01010110101100110011011111000101110010101"; unordered_map<char, string> map = {{'h', "0"}, {'e', "10"}, {'l', "110"}, {'o', "111"}, {' ', "01"}, {'w', "001"}, {'r', "0001"}, {'d', "00001"}}; HuffmanNode* root = new HuffmanNode('$', 0); for (auto p : map) { string code = p.second; HuffmanNode* curr = root; for (char c : code) { if (c == '0') { if (curr->left == nullptr) { curr->left = new HuffmanNode('$', 0); } curr = curr->left; } else { if (curr->right == nullptr) { curr->right = new HuffmanNode('$', 0); } curr = curr->right; } } curr->ch = p.first; } string decompressed = decode(compressed, root); cout << "Decompressed string: " << decompressed << endl; return 0; } ```

相关推荐

最新推荐

recommend-type

哈夫曼编码的研究与实现

Huffman编码程序设计功能实现建立Huffman树、对文件的压缩及解压缩。 程序的主要功能是利用哈夫曼编码对数据进行无损压缩,实现Huffman压缩的编码器和译码器。
recommend-type

防雷及短路计算软件.zip

防雷及短路计算软件
recommend-type

电线穿管选用小软件.zip

电线穿管选用小软件
recommend-type

zigbee-cluster-library-specification

最新的zigbee-cluster-library-specification说明文档。
recommend-type

管理建模和仿真的文件

管理Boualem Benatallah引用此版本:布阿利姆·贝纳塔拉。管理建模和仿真。约瑟夫-傅立叶大学-格勒诺布尔第一大学,1996年。法语。NNT:电话:00345357HAL ID:电话:00345357https://theses.hal.science/tel-003453572008年12月9日提交HAL是一个多学科的开放存取档案馆,用于存放和传播科学研究论文,无论它们是否被公开。论文可以来自法国或国外的教学和研究机构,也可以来自公共或私人研究中心。L’archive ouverte pluridisciplinaire
recommend-type

实现实时数据湖架构:Kafka与Hive集成

![实现实时数据湖架构:Kafka与Hive集成](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/10eb2e6972b3b6086286fc64c0b3ee41.jpeg) # 1. 实时数据湖架构概述** 实时数据湖是一种现代数据管理架构,它允许企业以低延迟的方式收集、存储和处理大量数据。与传统数据仓库不同,实时数据湖不依赖于预先定义的模式,而是采用灵活的架构,可以处理各种数据类型和格式。这种架构为企业提供了以下优势: - **实时洞察:**实时数据湖允许企业访问最新的数据,从而做出更明智的决策。 - **数据民主化:**实时数据湖使各种利益相关者都可
recommend-type

用matlab绘制高斯色噪声情况下的频率估计CRLB,其中w(n)是零均值高斯色噪声,w(n)=0.8*w(n-1)+e(n),e(n)服从零均值方差为se的高斯分布

以下是用matlab绘制高斯色噪声情况下频率估计CRLB的代码: ```matlab % 参数设置 N = 100; % 信号长度 se = 0.5; % 噪声方差 w = zeros(N,1); % 高斯色噪声 w(1) = randn(1)*sqrt(se); for n = 2:N w(n) = 0.8*w(n-1) + randn(1)*sqrt(se); end % 计算频率估计CRLB fs = 1; % 采样频率 df = 0.01; % 频率分辨率 f = 0:df:fs/2; % 频率范围 M = length(f); CRLB = zeros(M,1); for
recommend-type

JSBSim Reference Manual

JSBSim参考手册,其中包含JSBSim简介,JSBSim配置文件xml的编写语法,编程手册以及一些应用实例等。其中有部分内容还没有写完,估计有生之年很难看到完整版了,但是内容还是很有参考价值的。
recommend-type

"互动学习:行动中的多样性与论文攻读经历"

多样性她- 事实上SCI NCES你的时间表ECOLEDO C Tora SC和NCESPOUR l’Ingén学习互动,互动学习以行动为中心的强化学习学会互动,互动学习,以行动为中心的强化学习计算机科学博士论文于2021年9月28日在Villeneuve d'Asq公开支持马修·瑟林评审团主席法布里斯·勒菲弗尔阿维尼翁大学教授论文指导奥利维尔·皮耶昆谷歌研究教授:智囊团论文联合主任菲利普·普雷教授,大学。里尔/CRISTAL/因里亚报告员奥利维耶·西格德索邦大学报告员卢多维奇·德诺耶教授,Facebook /索邦大学审查员越南圣迈IMT Atlantic高级讲师邀请弗洛里安·斯特鲁布博士,Deepmind对于那些及时看到自己错误的人...3谢谢你首先,我要感谢我的两位博士生导师Olivier和Philippe。奥利维尔,"站在巨人的肩膀上"这句话对你来说完全有意义了。从科学上讲,你知道在这篇论文的(许多)错误中,你是我可以依
recommend-type

实现实时监控告警系统:Kafka与Grafana整合

![实现实时监控告警系统:Kafka与Grafana整合](https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xcGljLmNuL21tYml6X2pwZy9BVldpY3ladXVDbEZpY1pLWmw2bUVaWXFUcEdLT1VDdkxRSmQxZXB5R1lxaWNlUjA2c0hFek5Qc3FyRktudFF1VDMxQVl3QTRXV2lhSWFRMEFRc0I1cW1ZOGcvNjQw?x-oss-process=image/format,png) # 1.1 Kafka集群架构 Kafka集群由多个称为代理的服务器组成,这