c++实现哈夫曼编码压缩

时间: 2023-06-27 12:03:55 浏览: 146
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c++ 哈夫曼压缩

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哈夫曼编码是一种常用的数据压缩算法,可以通过将频率较高的字符用较短的二进制位来表示,从而有效地减小数据存储的大小。下面是一个简单的C++实现,实现对字符串的哈夫曼编码压缩和解压缩: ```c++ #include <iostream> #include <queue> #include <unordered_map> using namespace std; // 哈夫曼树节点结构体 struct HuffmanNode { char ch; // 节点对应的字符 int freq; // 字符出现的频率 HuffmanNode* left; // 左子节点 HuffmanNode* right; // 右子节点 HuffmanNode(char c, int f) : ch(c), freq(f), left(nullptr), right(nullptr) {} }; // 定义哈夫曼树节点比较函数,用于优先队列排序 struct Compare { bool operator()(HuffmanNode* a, HuffmanNode* b) { return a->freq > b->freq; } }; // 构建哈夫曼树 HuffmanNode* buildHuffmanTree(string s) { unordered_map<char, int> freqMap; for (char c : s) { freqMap[c]++; } priority_queue<HuffmanNode*, vector<HuffmanNode*>, Compare> pq; for (auto& p : freqMap) { pq.push(new HuffmanNode(p.first, p.second)); } while (pq.size() > 1) { HuffmanNode* left = pq.top(); pq.pop(); HuffmanNode* right = pq.top(); pq.pop(); HuffmanNode* parent = new HuffmanNode('$', left->freq + right->freq); parent->left = left; parent->right = right; pq.push(parent); } return pq.top(); } // 将哈夫曼树转换为哈夫曼编码表 void buildHuffmanCodeTable(HuffmanNode* root, string code, unordered_map<char, string>& codeMap) { if (!root) return; if (root->ch != '$') { codeMap[root->ch] = code; } buildHuffmanCodeTable(root->left, code + "0", codeMap); buildHuffmanCodeTable(root->right, code + "1", codeMap); } // 压缩字符串 string compress(string s) { HuffmanNode* root = buildHuffmanTree(s); unordered_map<char, string> codeMap; buildHuffmanCodeTable(root, "", codeMap); string compressed = ""; for (char c : s) { compressed += codeMap[c]; } return compressed; } // 解压缩字符串 string decompress(string s, HuffmanNode* root) { string decompressed = ""; HuffmanNode* node = root; for (char c : s) { if (c == '0') { node = node->left; } else { node = node->right; } if (node->ch != '$') { decompressed += node->ch; node = root; } } return decompressed; } int main() { string s = "hello world"; cout << "Original string: " << s << endl; string compressed = compress(s); cout << "Compressed string: " << compressed << endl; HuffmanNode* root = buildHuffmanTree(s); string decompressed = decompress(compressed, root); cout << "Decompressed string: " << decompressed << endl; return 0; } ``` 在上面的代码中,我们首先定义了一个 `HuffmanNode` 结构体,用于表示哈夫曼树的节点。然后,我们通过统计字符串中每个字符出现的频率来构建哈夫曼树,并通过哈夫曼树构建哈夫曼编码表。接着,我们可以将原始字符串使用哈夫曼编码进行压缩,并使用哈夫曼树进行解压缩。最后,我们将压缩后的字符串和解压缩后的字符串打印出来,以验证算法的正确性。
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