哈夫曼编码实现文件压缩与解压
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更新于2024-09-12
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本程序是针对文件压缩与解压功能的一个实现,主要采用哈夫曼编码算法。哈夫曼编码是一种熵编码方法,它通过构建一个带权路径长度最短的二叉树(即赫夫曼树)来实现数据的无损压缩。在这个程序中,设计了一个名为`Hufuman`的类,该类包含了以下几个关键组成部分:
1. **结构体定义**:
- `Elem` 结构体用于存储字符及其频率、父节点、标志位和左右子节点,其中 `<` 运算符重载使得在构建赫夫曼树时可以按照频率进行排序。
- `reElem` 结构体包含字符、编码以及可能的其他属性,但此处并未提供完整的实现,只提到可能有的成员变量如代码和访问标志。
2. **Hufuman 类**:
- `Hufuman` 类的构造函数有两个版本:一个默认构造函数,初始化所有可能的字符到频率为0,父节点为-1,并将它们添加到名为`vect`的向量中。
- 实例化时,还提供了根据文件名读取数据的方法`Hufuman(string filename)`,这可能是用于实际应用中读取文件中的字符频率信息。
3. **构建赫夫曼树**:
- 函数`findMin`用于找到当前未标记(`flag`为0)且频率最高的两个元素,这两个元素将在构建过程中合并成新的节点,直到所有节点都被处理过。这一步对于形成赫夫曼树至关重要,因为每次合并都是基于频率最小的两个节点。
4. **编码过程**:
- 在哈夫曼树生成后,每个字符会有一个对应的编码路径,通过遍历这个路径上的节点来确定编码。哈夫曼编码的特点是编码长度可变,频率高的字符通常会有较短的编码,从而达到压缩数据的目的。
5. **压缩与解压**:
- 由于程序没有详细展示压缩和解压的具体实现,我们可以推测压缩过程是通过统计文件中每个字符的频率,然后使用`Hufuman`类构建赫夫曼树并生成编码;解压则是读取压缩后的数据,根据编码在原始字符集中重构出原始文本。实际的代码可能会包含一个函数用于生成或读取压缩文件,以及一个函数用于根据编码还原数据。
总结来说,这个程序利用哈夫曼编码技术实现了文件的高效压缩和解压,核心在于构建赫夫曼树的过程,以及对字符及其编码的管理。理解了这个框架后,可以根据具体需求对其进行扩展或优化,例如添加错误处理、优化编码效率等。
2020-03-29 上传
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