哈夫曼编码代码c++数据结构

哈夫曼编码是一种可变字长编码(VLC)的一种，它是由David A. Huffman在1952年提出的。哈夫曼编码主要应用在数据压缩领域，可以将频率较高的字符用较短的编码表示，而将频率较低的字符用较长的编码表示，从而实现数据的压缩。

以下是一个C++实现的哈夫曼编码代码：

#include <iostream>
#include <queue>
#include <vector>
#include <unordered_map>

using namespace std;

// 定义哈夫曼树节点
struct HuffmanNode {
    char ch;
    int freq;
    HuffmanNode *left, *right;
    HuffmanNode(char ch, int freq) : ch(ch), freq(freq), left(nullptr), right(nullptr) {}
};

// 定义哈夫曼树节点比较函数
struct HuffmanNodeCmp {
    bool operator()(const HuffmanNode* a, const HuffmanNode* b) const {
        return a->freq > b->freq;
    }
};

// 哈夫曼编码函数
unordered_map<char, string> HuffmanCoding(const string& text) {
    // 统计字符出现频率
    unordered_map<char, int> freq;
    for (char ch : text) {
        ++freq[ch];
    }

    // 构建哈夫曼树
    priority_queue<HuffmanNode*, vector<HuffmanNode*>, HuffmanNodeCmp> pq;
    for (const auto& [ch, f] : freq) {
        pq.push(new HuffmanNode(ch, f));
    }
    while (pq.size() > 1) {
        HuffmanNode* left = pq.top(); pq.pop();
        HuffmanNode* right = pq.top(); pq.pop();
        pq.push(new HuffmanNode('\0', left->freq + right->freq));
        pq.top()->left = left;
        pq.top()->right = right;
    }

    // 构建哈夫曼编码表
    unordered_map<char, string> codes;
    function<void(HuffmanNode*, string)> dfs = [&](HuffmanNode* node, string code) {
        if (!node) return;
        if (node->ch) codes[node->ch] = code;
        dfs(node->left, code + '0');
        dfs(node->right, code + '1');
    };
    dfs(pq.top(), "");

    // 返回哈夫曼编码表
    return codes;
}

int main() {
    string text = "this is an example for huffman encoding";
    unordered_map<char, string> codes = HuffmanCoding(text);
    for (const auto& [ch, code] : codes) {
        cout << ch << ": " << code << endl;
    }
    return 0;
}