哈弗曼编码和译码.cpp

<span style="color:#6600cc;">#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>

typedef struct{
     char a;//记录对应字符
     int weight;//权值
     int parent,lchild,rchild;
}HTNode,*HuffmanTree;

typedef char * *HuffmanCode;//动态分配数组存储哈夫曼编码表

void Select(HuffmanTree HT,int m,int *s1)//选择双亲节点为0且权值最小的节点
{int i,j,k,h,a,b;
    for(a=1;a<=m;a++)
        if(HT[a].parent==0)
             break;
    i=a;k=a;
 for(;i<=m;i++)
    if(HT[i].weight<HT[k].weight&&HT[i].parent==0)
           k=i;
    *s1=k;
}

//求哈夫曼编码
void HuffmanCoding(HuffmanTree *HT,HuffmanCode *HC,int *w,char *s,int n)
{
 int m,i,start,s1,s2,c,f;
 char *cd;
 HuffmanTree p;
 if(n<=1) return;
 m=2*n-1;
 *HT=(HuffmanTree)malloc((m+1)*sizeof(HTNode));
 for(i=1;i<=n;i++,w++,s++)
  {(*HT)[i].weight=*w;//叶子节点的权值不变
  (*HT)[i].a=*s;
  (*HT)[i].parent=0,(*HT)[i].lchild=0,(*HT)[i].rchild=0;}
    for(i=n+1;i<=m;i++)
        (*HT)[i].parent=0;//parent初始化
 for(i=n+1;i<=m;++i){//建哈夫曼树
  Select(*HT,i-1,&s1);(*HT)[s1].parent=i;
        Select(*HT,i-1,&s2);/*选择parent为0且权值最小的两个节
        点分别作为s1和s2*/
  (*HT)[s2].parent=i;
  (*HT)[i].lchild=s1;(*HT)[i].rchild=s2;(*HT)[i].a='0';
  (*HT)[i].weight=(*HT)[s1].weight+(*HT)[s2].weight;
 }
 //从叶子到根逆向求每个字符的哈夫曼编码
 (*HC)=(HuffmanCode)malloc((n+1)*sizeof(char *));/*分配n个
 字符编码的头指针向量*/
 cd=(char *)malloc(n*sizeof(char));//分配求编码的工作区间
 cd[n-1]='\0';//编码结束符
 for(i=1;i<=n;i++){//逐个字符求哈夫曼编码
  start=n-1;//编码结束符位置
  for(c=i,f=(*HT)[i].parent;f!=0;c=f,f=(*HT)[f].parent)/*从叶
  子到根逆向求编码*/
   if((*HT)[f].lchild==c) cd[--start]='0';
        else cd[--start]='1';
 (*HC)[i]=(char *)malloc((n-start)*sizeof(char));/*为第i
 个字符编码分配空间*/
 strcpy((*HC)[i],&cd[start]);//从cd复制编码到HC
 }
}

//解码
void HUffmanDising(HuffmanTree HT,int n){
  FILE *fp3,*fp4;HuffmanTree p;
  int c,m;char b;
  p=HT;m=2*n-1;*p=HT[m];
  fp3=fopen("File3.txt","r");
  fp4=fopen("File4.txt","w");
  if(fp3!=NULL)
 {fscanf(fp3,"%c",&b);/*读入一个字符，如果为‘0’遍历左子树，
    为‘1’遍历右子树，遇到叶子节点输出*/
  while(!feof(fp3)){
           if(b=='0'){
                if((*p).a=='0')
                c=(*p).lchild,(*p)=HT[c];//指向左孩子
               }
            if(b=='1'){
                if((*p).a=='0')
                 c=(*p).rchild,(*p)=HT[c];//指向右孩子
               }
            if((*p).a!='0')  fprintf(fp4,"%c",(*p).a),//叶子节点输出
            (*p)=HT[m];//指向根结点
            if(!feof(fp3)) fscanf(fp3,"%c",&b);
 }
  }
   fclose(fp4);fclose(fp3);
}

void PrintfBitree(HuffmanTree *HT,HuffmanCode *HC,int n)
{int i,j=1,m=n*2-1;
 printf("序号   字符   权值   双亲   左孩子    右孩子  哈夫曼码\n");
  for(i=1;i<=m;i++,j++)
    {printf(" %02d     %c      %2d     %2d    %2d        %2d",i,(*HT)[i].a,(*HT)[i].weight,(*HT)[i].parent,(*HT)[i].lchild,(*HT)[i].rchild);
    if(j<=n) printf("       %s ",(*HC)[j]);
    printf("\n");}
}

int main()
{   int a[258],n,c[100],i,j,k,z;char e;char m[100],b;
    HuffmanTree HT;HuffmanCode HC;
 FILE *fp1,*fp2,*fp3,*fp4;
 for(i=0;i<=256;i++)
   a[i]=0;//读入一个字符,在数组a中的位置由其ASCII吗决定
    for(i=0;i<100;i++)
         c[i]=0;//记录每一个字符的权值
 fp1=fopen("File1.txt","r");
 if(fp1!=NULL)
 {
  while(!feof(fp1)){
   fscanf(fp1,"%c",&e);
  if(!feof(fp1)) a[(int)e]++;//统计出现次数
  }
 }
 fclose(fp1);
 for(i=0,j=0;i<=256;i++)
   if(a[i]!=0)
   c[j++]=a[i],m[j-1]=(char)i;//将字符存到数组m中
 HuffmanCoding(&HT,&HC,c,m,j);
 fp1=fopen("File1.txt","r");
 fp2=fopen("File2.txt","w");
 fp3=fopen("File3.txt","w+");
 if(fp1!=NULL)//在文件二语三中输出文件一中内容所对应的哈夫曼吗
 {
  while(!feof(fp1)){
   fscanf(fp1,"%c",&e);
   if(feof(fp1)) break;
       for(i=0;i<j;i++)
          if(m[i]==e) break;
          fprintf(fp2,"%s",HC[i+1]);
           fprintf(fp3,"%s",HC[i+1]);
  }
 }
 fclose(fp1);
 fclose(fp2);
 fclose(fp3);
 PrintfBitree(&HT,&HC,j);//输出相关信息
    HUffmanDising(HT,j);//解码函数
}

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