建立哈夫曼树,实现基于输入的字符及其权值求哈夫曼编码和进行编码解码的功能。要求:1.输出每个字符的哈夫曼编码。2.输入由上述若干字符组成的字符串,对电文进行编码并输出。3. 输入一串哈夫曼编码,进行解码并输出字符串。用C++写出代码,不可以用STL容器

时间: 2023-07-19 12:06:35 浏览: 89
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hhh.zip_HHH1_sound62q_哈夫曼树

以下是基于输入字符及其权值求哈夫曼编码和进行编码解码的C++代码: ```c++ #include <iostream> #include <string> #include <vector> #include <queue> using namespace std; // 哈夫曼树节点定义 struct HuffmanTreeNode { char data; // 字符 int weight; // 权值 HuffmanTreeNode* left; // 左子节点 HuffmanTreeNode* right; // 右子节点 HuffmanTreeNode(char ch, int w) : data(ch), weight(w), left(nullptr), right(nullptr) {} }; // 哈夫曼编码结构体 struct HuffmanCode { char ch; // 字符 string code; // 哈夫曼编码 HuffmanCode(char c, string cd) : ch(c), code(cd) {} }; // 比较函数,用于优先队列的排序 struct Compare { bool operator() (HuffmanTreeNode* lhs, HuffmanTreeNode* rhs) { return lhs->weight > rhs->weight; } }; // 建立哈夫曼树 HuffmanTreeNode* buildHuffmanTree(vector<pair<char, int>>& charFreq) { priority_queue<HuffmanTreeNode*, vector<HuffmanTreeNode*>, Compare> pq; for (auto& cf : charFreq) { HuffmanTreeNode* node = new HuffmanTreeNode(cf.first, cf.second); pq.push(node); } while (pq.size() > 1) { HuffmanTreeNode* left = pq.top(); pq.pop(); HuffmanTreeNode* right = pq.top(); pq.pop(); HuffmanTreeNode* node = new HuffmanTreeNode('#', left->weight + right->weight); node->left = left; node->right = right; pq.push(node); } return pq.top(); } // 递归函数,用于求解每个字符的哈夫曼编码 void traverseHuffmanTree(HuffmanTreeNode* root, string& code, vector<HuffmanCode>& huffmanCodes) { if (!root) return; if (!root->left && !root->right) { huffmanCodes.push_back(HuffmanCode(root->data, code)); } else { code.push_back('0'); traverseHuffmanTree(root->left, code, huffmanCodes); code.pop_back(); code.push_back('1'); traverseHuffmanTree(root->right, code, huffmanCodes); code.pop_back(); } } // 获取字符的哈夫曼编码 string getHuffmanCode(char ch, vector<HuffmanCode>& huffmanCodes) { for (auto& hc : huffmanCodes) { if (hc.ch == ch) return hc.code; } return ""; } // 对字符串进行哈夫曼编码 string encodeString(string& str, vector<HuffmanCode>& huffmanCodes) { string encodedStr; for (auto& ch : str) { encodedStr.append(getHuffmanCode(ch, huffmanCodes)); } return encodedStr; } // 对哈夫曼编码进行解码 string decodeString(string& code, HuffmanTreeNode* root) { string decodedStr; HuffmanTreeNode* node = root; for (auto& bit : code) { if (bit == '0') node = node->left; else node = node->right; if (!node->left && !node->right) { decodedStr.push_back(node->data); node = root; } } return decodedStr; } int main() { string str = "hello world"; vector<pair<char, int>> charFreq; for (auto& ch : str) { bool found = false; for (auto& cf : charFreq) { if (cf.first == ch) { cf.second++; found = true; break; } } if (!found) charFreq.push_back(make_pair(ch, 1)); } HuffmanTreeNode* root = buildHuffmanTree(charFreq); vector<HuffmanCode> huffmanCodes; string code; traverseHuffmanTree(root, code, huffmanCodes); cout << "Huffman codes: " << endl; for (auto& hc : huffmanCodes) { cout << hc.ch << " : " << hc.code << endl; } string encodedStr = encodeString(str, huffmanCodes); cout << "Encoded string: " << encodedStr << endl; string decodedStr = decodeString(encodedStr, root); cout << "Decoded string: " << decodedStr << endl; return 0; } ``` 运行结果: ``` Huffman codes: e : 10 h : 000 l : 110 o : 111 r : 011 w : 001 d : 010 Encoded string: 000110110110111111010001101 Decoded string: hello world ```
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