📄 新建 文本文档 (3).txt
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#include "HaffmanTree.h"
#include "stdlib.h"
#include "string.h"
//using namespace std;
struct HuffmanNode //定义哈夫曼树各结点
{
int weight; //存放结点的权值，假设只考虑处理权值为整数的情况
int parent; //记录结点父亲位置，-1表示为根结点，否则表示为非根结点
int lchild,rchild; //分别存放该结点的左、右孩子的所在单元的编号
};
class HuffmanTree //建立哈夫曼树类
{
private:
HuffmanNode *Node; //哈夫曼树中结点的存储结构
char *Info; //用来保存各字符信息
int LeafNum; //树中的叶子结点总数
public:
HuffmanTree(); //构造函数
~HuffmanTree(); //析构函数
void Initialization(int WeightNum); //初始化函数：根据WeightNum个权值建立一棵哈夫曼树
void Encoder(); //编码函数：利用构造好的哈夫曼树对字符进行编码
void Decoder(); //译码函数：对二进制串进行译码
void Print(); //印文件函数：把已保存好的编码文件显示在屏幕
void TreePrinting(); //印哈夫曼树函数：将已在内存中的哈夫曼树以直观的方式显示在终端上
};
void HuffmanTree::Initialization(int WeightNum) //初始化
{
int i,j,pos1,pos2,max1,max2; //
Node=new HuffmanNode[2*WeightNum-1]; //WeightNum权值对应的哈夫曼树中的结点总数为2*WeightNum-1个
Info=new char[2*WeightNum-1];
for(i=0;i {
cout<<"请输入第"< getchar(); //丢弃字符’\t’与’\n’
Info[i]=getchar(); //输入一个字符,主要是考虑输入空格而采用这种形式的
getchar();
cout<<"请输入该字符的权值或频度";
cin>>Node[i].weight; //输入权值
Node[i].parent=-1; //为根结点
Node[i].lchild=-1; //无左孩子
Node[i].rchild=-1; //无右孩子
}
for(i=WeightNum;i<2*WeightNum-1;i++) //表示需做WeightNum-1次合并
{
pos1=-1;
pos2=-1; //分别用来存放当前最小值和次小值的所在单元编号
max1=32767; //32767为整型数的最大值
max2=32767; //分别用来存放当前找到的最小值和次小值
for(j=0;j if(Node[j].parent==-1) //是否为根结点
if(Node[j].weight {
max2=max1; //原最小值变为次小值
max1=Node[j].weight; //存放最小值
pos2=pos1; //修改次小值所在单元编号
pos1=j; //修改最小值所在单元编号
}
else
if(Node[j].weight {
max2=Node[j].weight; //存放次小值
pos2=j; //修改次小值所在的单元编号
}
//for
Node[pos1].parent=i; //修改父亲位置
Node[pos2].parent=i;
Node[i].lchild=pos1; //修改儿子位置
Node[i].rchild=pos2;
Node[i].parent=-1; //表示新结点应该是根结点
Node[i].weight=Node[pos1].weight+Node[pos2].weight;
} //for
LeafNum=WeightNum;
char ch;
cout<<"是否要替换原来文件(Y/N):";
cin>>ch;
if(ch==’y’||ch==’Y’)
{
ofstream fop; //以二进制方式打开hfmTree.dat文件，并当重新运行时覆盖原文件
fop.open("hfmTree.dat",ios::out|ios::binary|ios::trunc);
if(fop.fail()) //文件打开失败
cout<<"文件打开失败！\n";
fop.write((char*)&WeightNum,sizeof(WeightNum)); //写入WeightNum
for(i=0;i {
fop.write((char*)&Info[i],sizeof(Info[i]));
flush(cout);
}
for(i=0;i<2*WeightNum-1;i++) //把个节点内容写入文件
{
fop.write((char*)&Node[i],sizeof(Node[i]));
flush(cout);
}
fop.close(); //关闭文件
}
cout<<"哈夫曼树已构造完成。\n";
}//Initialization
void HuffmanTree::Encoder()
{
if(Node==NULL) //哈夫曼树不在内存，从文件hfmTree中读入
{
ifstream fip; //以二进制方式打开hfmTree.dat文件
fip.open("hfmTree.dat",ios::binary|ios::in);
if(fip.fail()) //文件打开失败
{
cout<<"文件打开失败！\n";
return; //结束本函数
}
fip.read((char*)&LeafNum,sizeof(LeafNum)); //读取叶子数
Info=new char[LeafNum];
Node=new HuffmanNode[2*LeafNum-1];
for(int i=0;i fip.read((char*)&Info[i],sizeof(Info[i]));
for(i=0;i<2*LeafNum-1;i++) //读取结点信息
fip.read((char*)&Node[i],sizeof(Node[i]));
}
char *Tree; //用于存储需编码内容
int i=0,num;
char Choose; //让用户选择读取文件或重新输入需编码内容
cout<<"你要从文件中读取内容(1)，还是重新输入(2):";
cin>>Choose;
if(Choose==’1’) //读取文件ToBeTran.txt
{
ifstream fip1("ToBeTran.txt");
if(fip1.fail()) //文件不存在
{
cout<<"文件打开失败!\n";
return; //结束本函数
}
char ch;
int k=0;
while(fip1.get(ch))
{
k++; //计算CodeFile中代码长度
}
fip1.close();
Tree=new char[k+1];
ifstream fip2("ToBeTran.txt");
k=0;
while(fip2.get(ch))
{
Tree[k]=ch; //读取文件内容，并存到Tree中
k++;
}
fip2.close();
Tree[k]=’\0’; //结束标志
cout<<"需编码内容为:";
cout< }//if(Choose==’1’)
else //Choose!=’1’,重新输入
{
string tree; //用于输入需编码内容，由于string类对象可以输入任意长度，
//所以先利用这个对象输入，再转存在Tree中
cin.ignore();
cout<<"请输入需要编码的内容(可输入任意长，结束时请按2下回车):\n";
getline(cin,tree,’\n’); //输入任意长字符串，
//getline以回车(’\n’)作为结束符，第一次按回车表示字符串结束，第二次按回车才开始输出。
while(tree[i]!=’\0’)
i++;
num=i; //计算tree长度
i=0;
Tree=new char[num+1];
while(tree[i]!=’\0’) //将tree中的字符转存到Tree中
{
Tree[i]=tree[i];
i++;
}
Tree[i]=’\0’; //结束标志符
}
ofstream fop("CodeFile.dat",ios::trunc); //存储编码后的代码,并覆盖原文件
i=0;
int k=0;
char *code;
code=new char[LeafNum]; //为所产生编码分配容量为LeafNum的存储空间
//因为不等长编码中最长的编码一定不会超过要求编码的字符个数
while(Tree[k]!=’\0’) //对每一个字符编码
{
int j,start=0;
for(i=0;i if(Info[i]==Tree[k]) //求出该文字所在单元的编号
break;
j=i;
while(Node[j].parent!=-1) //结点j非树根
{
j=Node[j].parent; //非结点j的双亲结点
if(Node[j].lchild==i) //是左子树，则生成代码0
code[start++]=’0’;
else //是右子树，则生成代码1
code[start++]=’1’;\
i=j;
}
code[start]=’\0’; //置串结束符
for(i=0;i {
j=code[i];
code[i]=code[start-i-1];
code[start-i-1]=j;
}
i=0;
while(code[i]!=’\0’) //存储代码
{
fop< i++;
}
k++;
}
fop.close();
cout<<"已编码！且存到文件CodeFile.dat中！\n\n";
} //Encode
void HuffmanTree::Decoder()
{
int i=0,k=0;
int j=LeafNum*2-1-1; //表示从根结点开始往下搜索
char* BitStr;
ifstream fip1("CodeFile.dat"); //利用已建好的哈夫曼树将文件CodeFile中的代码进行译码
if(fip1.fail()) //文件打开失败，还未编码
{
cout<< "请先编码！\n";
return;
}
cout<<"经译码,原内容为:";
char ch;
while(fip1.get(ch))
{
k++; //计算CodeFile中代码长度
}
fip1.close();
BitStr=new char[k+1];
ifstream fip2("CodeFile.dat");
k=0;
while(fip2.get(ch))
{
BitStr[k]=ch; //读取文件内容
k++;
}
fip2.close();
BitStr[k]=’\0’; //结束标志符
if(Node==NULL) //还未建哈夫曼树
{
cout<<"请先编码!\n";
return;
}
ofstream fop("TextFile.dat"); //将字符形式的编码文件写入文件CodePrin中
while(BitStr[i]!=’\0’)
{
if(BitStr[i]==’0’)
j=Node[j].lchild; //往左走
else
j=Node[j].rchild; //往右走
if(Node[j].rchild==-1) //到达叶子结点
{
cout< j=LeafNum*2-1-1; //表示重新从根结点开始往下搜索
fop< }//if、
i++;
}//while
fop.close();
cout<<"\n译码成功且已存到文件TextFile.dat中！\n\n";
}//Decoder
void HuffmanTree::Print()
{
char ch;
int i=1;
ifstream fip("CodeFile.dat"); //读取文件
ofstream fop("CodePrin.dat"); //存储文件
if(fip.fail())
{
cout<<"没有文件，请先编码！\n";
return;
}
while(fip.get(ch))
{
cout< fop< if(i==50) //每行输出50个字符
{
cout< i=0;
}
i++;
}
cout< fip.close(); //关闭CodeFile.dat文件
fop.close(); //关闭CodePrin.dat文件
}
void HuffmanTree::TreePrinting()
{
if(Node==NULL) //未建立哈夫曼树
{
cout<<"请先建立哈夫曼树！\n";
return;
}
ofstream fop("TreePrint.dat");
cout<<"结点位置(权值) "<<"编码 "<<"左孩子 "<<"编码"<<"右孩子(’^’表示叶子)\n";
fop<<"结点位置(权值) "<<"编码 "<<"左孩子 "<<"编码"<<"右孩子(’^’表示叶子)\n";
int i;
for(i=(2*LeafNum-2);i>LeafNum-1;i--) //输出哈夫曼树
{
cout< < < fop< < < }
for(;i>=0;i--)
{
cout< fop< }
}
#include"HuffmanTree.h"
#include "stdlib.h"
#include "string.h"
int main()
{
cout<<" 欢迎使用哈夫曼码的编/译码系统!\n";
cout<<" 刘伟高\n";
cout<<" 版权所有,盗版必究\n";
cout<<"在此系统中可以进行以下操作:\n";
cout<<"(1) 初始化(I);\n";
cout<<"(2) 编码(E);\n";
cout<<"(3) 译码(D);\n";
cout<<"(4) 印代码文件(P);\n";
cout<<"(5) 印哈夫曼树(T)\n";
cout<<"(6) 退出(Q)\n\n";
HuffmanTree huftree; //定义哈夫曼树对象
int weight;
char Choose;
while(1)
{
cout<<"请从清单中选择一个操作(不区分大小写):";
cin>>Choose;
switch(Choose)
{
case ’I’:
case ’i’:
cout<<"请输入编码长度：";
cin>>weight;
huftree.Initialization(weight); //初始化哈夫曼树
break;
case ’E’:
case ’e’:
huftree.Encoder();
break;
case ’D’:
case ’d’:
huftree.Decoder();
break;
case ’P’:
case ’p’:
huftree.Print();
break;
case ’T’:
case ’t’:
huftree.TreePrinting();
break;
case ’Q’:
case ’q’:
cout<<"\n ***********感谢使用本系统!***********\n\n";
system(“pause”); //暂停运行
return 0;
}
cout<<"(1) 初始化(I) (2) 编码(E) (3) 译码(D)\n";
cout<<"(4) 印代码文件(P) (5) 印哈夫曼树(T) (6) 退出(Q)\n";
}
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