huffman编码图片压缩C语言

时间: 2023-07-10 18:34:43 浏览: 183
Huffman编码是一种基于概率的无损数据压缩算法,可以用于压缩各种类型的数据,包括图片。下面是一个简单的C语言实现Huffman编码图片压缩的示例代码: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #define MAX_TREE_HT 100 typedef struct node { unsigned char data; unsigned freq; struct node *left, *right; } node; typedef struct heap { unsigned size; unsigned capacity; node **array; } heap; typedef struct huff_code { unsigned char data; char *code; } huff_code; node *new_node(unsigned char data, unsigned freq) { node *temp = (node *)malloc(sizeof(node)); temp->left = temp->right = NULL; temp->data = data; temp->freq = freq; return temp; } heap *new_heap(unsigned capacity) { heap *temp = (heap *)malloc(sizeof(heap)); temp->size = 0; temp->capacity = capacity; temp->array = (node **)malloc(capacity * sizeof(node *)); return temp; } void swap_node(node **a, node **b) { node *temp = *a; *a = *b; *b = temp; } void min_heapify(heap *h, int idx) { int smallest = idx; int left = 2 * idx + 1; int right = 2 * idx + 2; if (left < h->size && h->array[left]->freq < h->array[smallest]->freq) smallest = left; if (right < h->size && h->array[right]->freq < h->array[smallest]->freq) smallest = right; if (smallest != idx) { swap_node(&h->array[smallest], &h->array[idx]); min_heapify(h, smallest); } } node *extract_min(heap *h) { node *temp = h->array[0]; h->array[0] = h->array[h->size - 1]; --h->size; min_heapify(h, 0); return temp; } void insert_heap(heap *h, node *temp) { ++h->size; int i = h->size - 1; while (i && temp->freq < h->array[(i - 1) / 2]->freq) { h->array[i] = h->array[(i - 1) / 2]; i = (i - 1) / 2; } h->array[i] = temp; } void build_heap(heap *h) { int n = h->size - 1; int i; for (i = (n - 1) / 2; i >= 0; --i) min_heapify(h, i); } int is_leaf(node *root) { return !(root->left) && !(root->right); } heap *create_heap(char *data, int *freq, int size) { heap *h = new_heap(size); int i; for (i = 0; i < size; ++i) h->array[i] = new_node(data[i], freq[i]); h->size = size; build_heap(h); return h; } node *build_huffman_tree(char *data, int *freq, int size) { node *left, *right, *top; heap *h = create_heap(data, freq, size); while (h->size > 1) { left = extract_min(h); right = extract_min(h); top = new_node('$', left->freq + right->freq); top->left = left; top->right = right; insert_heap(h, top); } return extract_min(h); } void print_codes(node *root, char *code, int top, huff_code *h_codes) { if (root->left) { code[top] = '0'; print_codes(root->left, code, top + 1, h_codes); } if (root->right) { code[top] = '1'; print_codes(root->right, code, top + 1, h_codes); } if (is_leaf(root)) { h_codes[root->data].data = root->data; h_codes[root->data].code = (char *)malloc((top + 1) * sizeof(char)); memcpy(h_codes[root->data].code, code, top); h_codes[root->data].code[top] = '\0'; } } void encode_image(char *image_path, huff_code *h_codes) { FILE *fp = fopen(image_path, "rb"); if (!fp) { printf("Error opening file %s\n", image_path); exit(1); } fseek(fp, 0L, SEEK_END); int file_size = ftell(fp); fseek(fp, 0L, SEEK_SET); char *image_data = (char *)malloc(file_size * sizeof(char)); fread(image_data, sizeof(char), file_size, fp); fclose(fp); int freq[256] = {0}; int i; for (i = 0; i < file_size; ++i) ++freq[(unsigned char)image_data[i]]; node *root = build_huffman_tree(image_data, freq, 256); char code[MAX_TREE_HT]; print_codes(root, code, 0, h_codes); } void write_codes_to_file(huff_code *h_codes, char *output_file) { FILE *fp = fopen(output_file, "wb"); if (!fp) { printf("Error opening file %s\n", output_file); exit(1); } int i; fwrite(&h_codes[0].data, sizeof(unsigned char), 1, fp); for (i = 0; i < 256; ++i) { if (h_codes[i].code) { fwrite(&h_codes[i].data, sizeof(unsigned char), 1, fp); unsigned char code_len = strlen(h_codes[i].code); fwrite(&code_len, sizeof(unsigned char), 1, fp); fwrite(h_codes[i].code, sizeof(char), strlen(h_codes[i].code), fp); } } fclose(fp); } int main(int argc, char *argv[]) { char *image_path = argv[1]; char *output_file = argv[2]; huff_code h_codes[256] = {0}; encode_image(image_path, h_codes); write_codes_to_file(h_codes, output_file); return 0; } ``` 该代码实现了将指定路径的图片进行Huffman编码压缩,并将压缩后的编码写入指定的输出文件中。其中,`encode_image()`函数用于对图片进行编码,`write_codes_to_file()`函数用于将编码写入文件中。需要注意的是,该代码只实现了压缩部分,解压缩部分需要另外实现。
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