算法设计与分析王晓东哈夫曼编码c++实现代码

时间: 2024-05-20 20:09:09 浏览: 12
王晓东的《算法设计与分析》是一本经典的算法教材,而哈夫曼编码是其中的一种重要算法。哈夫曼编码是一种前缀编码方式,可以将字符集中的每个字符映射成唯一的二进制编码,并且保证编码长度最短,从而实现压缩数据的目的。 下面是哈夫曼编码的C++实现代码,代码注释中有详细的说明: ```c++ #include<iostream> #include<queue> #include<vector> #include<string> #include<fstream> #include<sstream> using namespace std; //节点类 class Node{ public: char ch; int freq; Node* left; Node* right; Node(char c, int f){ ch = c; freq = f; left = nullptr; right = nullptr; } //定义比较函数,用于优先队列中节点的排序 bool operator<(const Node& node) const{ return freq > node.freq; } }; //哈夫曼树类 class HuffmanTree{ public: Node* root; HuffmanTree(){ root = nullptr; } //创建哈夫曼树 void createHuffmanTree(vector<Node*>& nodes){ priority_queue<Node> pq; for(int i=0; i<nodes.size(); i++){ pq.push(*nodes[i]); } while(pq.size() > 1){ Node* left = new Node(pq.top().ch, pq.top().freq); pq.pop(); Node* right = new Node(pq.top().ch, pq.top().freq); pq.pop(); Node* parent = new Node('#', left->freq+right->freq); parent->left = left; parent->right = right; pq.push(*parent); } root = new Node(pq.top().ch, pq.top().freq); } //生成哈夫曼编码 void generateHuffmanCode(Node* node, string code, vector<pair<char,string>>& codeTable){ if(!node->left && !node->right){ codeTable.push_back(make_pair(node->ch, code)); return; } generateHuffmanCode(node->left, code+"0", codeTable); generateHuffmanCode(node->right, code+"1", codeTable); } }; //读取文件内容,并统计每个字符出现的次数 void readData(string fileName, vector<Node*>& nodes){ ifstream file(fileName); if(file.is_open()){ stringstream buffer; buffer << file.rdbuf(); string contents(buffer.str()); int count[256] = {0}; for(int i=0; i<contents.size(); i++){ count[contents[i]]++; } for(int i=0; i<256; i++){ if(count[i] > 0){ char ch = (char)i; int freq = count[i]; Node* node = new Node(ch, freq); nodes.push_back(node); } } file.close(); } } int main(){ string fileName = "test.txt"; vector<Node*> nodes; readData(fileName, nodes); HuffmanTree huffmanTree; huffmanTree.createHuffmanTree(nodes); vector<pair<char,string>> codeTable; huffmanTree.generateHuffmanCode(huffmanTree.root, "", codeTable); cout << "Huffman coding table:" << endl; for(int i=0; i<codeTable.size(); i++){ cout << codeTable[i].first << ": " << codeTable[i].second << endl; } return 0; } ```

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