哈夫曼树的数据压缩c++代码

时间: 2024-05-10 17:13:03 浏览: 128
哈夫曼树是一种常用的数据压缩算法,它通过构建字符集的哈夫曼树来实现数据的压缩。下面是一个简单的C++代码实现: ``` #include <iostream> #include <queue> #include <map> using namespace std; // 定义哈夫曼树节点 struct TreeNode { char data; // 字符 int freq; // 频率 TreeNode* left; TreeNode* right; TreeNode(char data, int freq) { this->data = data; this->freq = freq; left = nullptr; right = nullptr; } // 比较函数,用于优先队列 bool operator<(const TreeNode& other) const { return freq > other.freq; } }; // 构建哈夫曼树 TreeNode* buildHuffmanTree(map<char, int>& freqMap) { // 构建优先队列,按频率从小到大排序 priority_queue<TreeNode> pq; for (auto& p : freqMap) { pq.push(TreeNode(p.first, p.second)); } // 不断取出两个频率最小的节点,合并为一个节点,直到只剩下一个节点 while (pq.size() > 1) { TreeNode* left = new TreeNode(pq.top().data, pq.top().freq); pq.pop(); TreeNode* right = new TreeNode(pq.top().data, pq.top().freq); pq.pop(); int freq = left->freq + right->freq; TreeNode* parent = new TreeNode('\0', freq); parent->left = left; parent->right = right; pq.push(*parent); } return new TreeNode(pq.top().data, pq.top().freq); // 返回根节点 } // 生成哈夫曼编码表 void generateHuffmanCode(TreeNode* root, string code, map<char, string>& codeMap) { if (root == nullptr) { return; } if (root->data != '\0') { codeMap[root->data] = code; } generateHuffmanCode(root->left, code + "0", codeMap); generateHuffmanCode(root->right, code + "1", codeMap); } // 将字符串压缩为哈夫曼编码后的字符串 string compress(string s, map<char, string>& codeMap) { string compressed = ""; for (char c : s) { compressed += codeMap[c]; } return compressed; } // 将哈夫曼编码后的字符串解压缩为原字符串 string decompress(string compressed, TreeNode* root) { string original = ""; TreeNode* cur = root; for (char c : compressed) { if (c == '0') { cur = cur->left; } else if (c == '1') { cur = cur->right; } if (cur->left == nullptr && cur->right == nullptr) { original += cur->data; cur = root; } } return original; } int main() { string s = "hello world"; // 统计字符频率 map<char, int> freqMap; for (char c : s) { freqMap[c]++; } // 构建哈夫曼树 TreeNode* root = buildHuffmanTree(freqMap); // 生成哈夫曼编码表 map<char, string> codeMap; generateHuffmanCode(root, "", codeMap); // 压缩字符串 string compressed = compress(s, codeMap); cout << "compressed: " << compressed << endl; // 解压缩字符串 string original = decompress(compressed, root); cout << "original: " << original << endl; return 0; } ```
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