C++实现哈弗曼编码与解码程序

"这是一个C++实现的哈弗曼编码解码器，包含了详细的代码和解析。该程序可以对输入的字符串进行哈弗曼编码和解码操作，通过构造哈夫曼树并对其进行操作来实现数据的高效压缩和解压。" 在计算机科学中，哈弗曼编码（Huffman Coding）是一种基于字符频率的无损数据压缩算法。其基本思想是为字符分配长度不等的二进制编码，使得出现频率高的字符编码较短，从而在整体上达到压缩数据的目的。在这个C++实现的哈弗曼编码解码器中，程序首先通过统计输入字符串中各字符的出现频率（权值）来构建哈弗曼树。 1. **哈弗曼树的构建**： - `Init` 函数：此函数用于统计输入字符串中每个字符的出现频率，并将其存储在 `w` 数组中。同时，将所有出现过的字符存储在 `ch` 数组中。如果遇到新的字符，会将其添加到数组末尾，增加计数器 `n`。 - `HuffmanTree` 函数：这个函数实际构建了哈弗曼树。它使用贪心策略，每次选取权值最小的两个节点合并成一个新的节点，新节点的权值是两个子节点的权值之和。这个过程会重复 `2n-1` 次，直到只剩下一个节点，即为哈弗曼树的根节点。 2. **哈弗曼编码**： - `CreateTable` 函数：在哈弗曼树构建完成后，该函数遍历树的每一个节点，为每个字符生成唯一的编码。通常从根节点到叶节点的路径表示了字符的编码，左分支代表0，右分支代表1。编码结果存储在 `str` 数组中。 - `Encoding` 函数：这个函数负责对输入的字符串进行哈弗曼编码。它使用已创建的编码表将原始字符转换为对应的编码。 3. **哈弗曼解码**： - `Decoding` 函数：解码过程需要根据编码表将编码还原为原始字符。它接收一个编码字符串作为输入，然后按照哈弗曼编码的规则，逐位读取编码，遍历哈弗曼树来找到对应的字符，最终形成解码后的字符串。 4. **辅助函数**： - `Select` 函数：这个函数用于在哈弗曼树的未使用节点中选取权值最小的两个节点，这对于构建哈弗曼树至关重要。 - `Print` 函数：虽然在给定的代码中没有详细实现，但通常此类程序会有一个打印功能，用于显示哈弗曼树、编码表或解码结果，以便于理解和调试。 这个哈弗曼编码解码器的C++实现，通过结构体 `element` 来表示哈弗曼树的节点，包括权值、左右子节点以及父节点的信息。`Huffman` 类封装了整个编码解码过程，提供了一种简洁的接口供用户使用。这是一个有效的数据压缩工具，尤其适用于文本数据的压缩，能有效减少存储空间需求。