huffman編碼

#include  
#include <iomanip.h> 
#include <string.h> 
#include <malloc.h> 
#include <stdio.h> 


//typedef int TElemType; 
const int UINT_MAX=1000; 
char str[50]; 


typedef struct 

int weight; 
int parent,lchild,rchild; 
}HTNode,* HuffmanTree; 


typedef char **HuffmanCode; 


//-----------全局變量----------------------- 
HuffmanTree HT; 
HuffmanCode HC; 
int w[50],i,j,n; 
char z[50]; 
int flag=0; 
int numb=0; 


// -----------------求赫夫曼編碼----------------------- 
struct cou{ 
char data; 
int count; 
}cou[50]; 


int min(HuffmanTree t,int i) 
{ // 函數void select()調用 
int j,flag; 
int k=UINT_MAX; // 取k爲不小於可能的值,即k爲最大的權值1000 
for(j=1;j<=i;j++) 
if(t[j].weight<k&&t[j].parent==0) 
k=t[j].weight,flag=j; 
t[flag].parent=1; 
return flag; 



//--------------------slect函數---------------------- 
void select(HuffmanTree t,int i,int &s1,int &s2) 
{ // s1爲最小的兩個值中序號小的那個 
int j; 
s1=min(t,i); 
s2=min(t,i); 
if(s1>s2) 

j=s1; 
s1=s2; 
s2=j; 


// --------------算法6.12-------------------------- 
void HuffmanCoding(HuffmanTree &HT,HuffmanCode &HC,int *w,int n) 
{ // w存放n個字符的權值(均>0),構造赫夫曼樹HT,並求出n個字符的赫夫曼編碼HC 
int m,i,s1,s2,start; 
//unsigned c,f; 
int c,f; 
HuffmanTree p; 
char *cd; 
if(n<=1) 
return;//檢測結點數是否可以構成樹 
m=2*n-1; 
HT=(HuffmanTree)malloc((m+1)*sizeof(HTNode)); // 0號單元未用 
for(p=HT+1,i=1;i<=n;++i,++p,++w) 

p->weight=*w; 
p->parent=0; 
p->lchild=0; 
p->rchild=0; 

for(;i<=m;++i,++p) 
p->parent=0; 
for(i=n+1;i<=m;++i) // 建赫夫曼樹 
{ // 在HT[1~i-1]中選擇parent爲0且weight最小的兩個結點,其序號分別爲s1和s2 
select(HT,i-1,s1,s2); 
HT[s1].parent=HT[s2].parent=i; 
HT[i].lchild=s1; 
HT[i].rchild=s2; 
HT[i].weight=HT[s1].weight+HT[s2].weight; 

// 從葉子到根逆向求每個字符的赫夫曼編碼 
HC=(HuffmanCode)malloc((n+1)*sizeof(char*)); 
// 分配n個字符編碼的頭指針向量([0]不用) 
cd=(char*)malloc(n*sizeof(char)); // 分配求編碼的工作空間 
cd[n-1]='\0'; // 編碼結束符 
for(i=1;i<=n;i++) 
{ // 逐個字符求赫夫曼編碼 
start=n-1; // 編碼結束符位置 
for(c=i,f=HT[i].parent;f!=0;c=f,f=HT[f].parent) 
// 從葉子到根逆向求編碼 
if(HT[f].lchild==c) 
cd[--start]='0'; 
else 
cd[--start]='1'; 
HC[i]=(char*)malloc((n-start)*sizeof(char)); 
// 爲第i個字符編碼分配空間 
strcpy(HC[i],&cd[start]); // 從cd複製編碼(串)到HC 

free(cd); // 釋放工作空間 

//---------------------獲取報文並寫入文件--------------------------------- 
int InputCode() 

//cout<<"請輸入你想要編碼的字符"<<endl; 
FILE *tobetran; 


if((tobetran=fopen("tobetran.txt","w"))==NULL) 

cout<<"不能打開文件"<<endl; 
return 0; 

cout<<"請輸入你想要編碼的字符"<<endl; 
gets(str); 
fputs(str,tobetran); 
cout<<"獲取報文成功"<<endl; 
fclose(tobetran); 
return strlen(str); 







//--------------初始化赫夫曼鏈表--------------------------------- 
void Initialization() 
{ int a,k,flag,len; 
a=0; 
len=InputCode(); 
for(i=0;i<len;i++) 
{k=0;flag=1; 
cou[i-a].data=str[i]; 
cou[i-a].count=1; 
while(i>k) 

if(str[i]==str[k]) 

a++; 
flag=0; 

k++; 
if(flag==0) 
break; 





if(flag) 

for(j=i+1;j<len;j++) 
{if(str[i]==str[j]) 
++cou[i-a].count;} 




n=len-a; 
for(i=0;i<n;i++) 
{ cout<<cou[i].data<<" "; //輸出統計結果
cout<<cou[i].count<<endl; 

for(i=0;i<=n;i++) 
{*(z+i)=cou[i].data; 
*(w+i)=cou[i].count; 



HuffmanCoding(HT,HC,w,n); 
//------------------------打印編碼------------------------------------------- 
cout<<"字符對應的編碼爲:"<<endl; 
for(i=1;i<=n;i++) 

puts(HC[i]); 

//--------------------------將赫夫曼編碼寫入文件------------------------ 
cout<<"下面將赫夫曼編碼寫入文件"<<endl<<"...................."<<endl; 
FILE *htmTree; 
char r[]={' ','\0'}; 
if((htmTree=fopen("htmTree.txt","w"))==NULL) 

cout<<"can not open file"<<endl; 
return; 



fputs(z,htmTree); 
for(i=0;i<n+1;i++) 

fprintf(htmTree,"%6d",*(w+i)); 
fputs(r,htmTree); 

for(i=1;i<=n;i++) 

fputs(HC[i],htmTree); 
fputs(r,htmTree); 

fclose(htmTree); 
cout<<"已將字符與對應編碼寫入根目錄下文件htmTree.txt中"<<endl<<endl; 

//---------------------編碼函數--------------------------------- 
void Encoding() 

cout<<"下面對目錄下文件tobetran.txt中的字符進行編碼"<<endl; 


FILE *tobetran,*codefile; 


if((tobetran=fopen("tobetran.txt","rb"))==NULL) 

cout<<"不能打開文件"<<endl; 

if((codefile=fopen("codefile.txt","wb"))==NULL) 

cout<<"不能打開文件"<<endl; 

char *tran; 
i=99; 
tran=(char*)malloc(100*sizeof(char)); 
while(i==99) 

if(fgets(tran,100,tobetran)==NULL) 

cout<<"不能打開文件"<<endl; 
break; 

for(i=0;*(tran+i)!='\0';i++) 

for(j=0;j<=n;j++) 

if(*(z+j-1)==*(tran+i)) 

fputs(HC[j],codefile); 
if(j>n) 

cout<<"字符錯誤,無法編碼!"<<endl; 
break; 





cout<<"編碼工作完成"<<endl<<"編碼寫入目錄下的codefile.txt中"<<endl<<endl; 
fclose(tobetran); 
fclose(codefile); 
free(tran); 

//-----------------譯碼函數--------------------------------- 
void Decoding() 

cout<<"下面對根目錄下文件codefile.txt中的字符進行譯碼"<<endl; 
FILE *codef,*txtfile; 
if((txtfile=fopen("txtfile.txt","w"))==NULL) 

cout<<"不能打開文件"<<endl; 

if ((codef=fopen("codefile.txt","r"))==NULL) 

cout<<"不能打開文件"<<endl; 

char *work,*work2,i2; 
int i4=0,i,i3; 
unsigned long length=10000; 
work=(char*)malloc(length*sizeof(char)); 
fgets(work,length,codef); 
work2=(char*)malloc(length*sizeof(char)); 
i3=2*n-1; 
for(i=0;*(work+i-1)!='\0';i++) 

i2=*(work+i); 
if(HT[i3].lchild==0) 

*(work2+i4)=*(z+i3-1); 
i4++; 
i3=2*n-1; 
i--; 

else if(i2=='0') i3=HT[i3].lchild; 
else if(i2=='1') i3=HT[i3].rchild; 

*(work2+i4)='\0'; 
fputs(work2,txtfile); 
cout<<"譯碼完成"<<endl<<"內容寫入根目錄下的文件txtfile.txt中"<<endl<<endl; 
free(work); 
free(work2); 
fclose(txtfile); 
fclose(codef); 

//-----------------------打印編碼的函數---------------------- 
void Code_printing() 

cout<<"下面打印根目錄下文件CodePrin.txt中編碼字符"<<endl; 
FILE * CodePrin,* codefile; 
if((CodePrin=fopen("CodePrin.txt","w"))==NULL) 

cout<<"不能打開文件"<<endl; 
return; 

if((codefile=fopen("codefile.txt","r"))==NULL) 

cout<<"不能打開文件"<<endl; 
return; 





char *work3; 
work3=(char*)malloc(51*sizeof(char)); 
do 

if(fgets(work3,51,codefile)==NULL) 

cout<<"不能讀取文件"<<endl; 
break; 

fputs(work3,CodePrin); 
puts(work3); 
}while(strlen(work3)==50); 
free(work3); 
cout<<"打印工作結束"<<endl<<endl; 
fclose(CodePrin); 
fclose(codefile); 

//-------------------------------打印譯碼函數--------------------------------------------- 
void Code_printing1() 

cout<<"下面打印根目錄下文件txtfile.txt中譯碼字符"<<endl; 
FILE * CodePrin1,* txtfile; 
if((CodePrin1=fopen("CodePrin1.txt","w"))==NULL) 

cout<<"不能打開文件"<<endl; 
return; 

if((txtfile=fopen("txtfile.txt","r"))==NULL) 

cout<<"不能打開文件"<<endl; 
return; 

char *work5; 
work5=(char*)malloc(51*sizeof(char)); 
do 

if(fgets(work5,51,txtfile)==NULL) 

cout<<"不能讀取文件"<<endl; 
break; 

fputs(work5,CodePrin1); 
puts(work5); 
}while(strlen(work5)==50); 
free(work5); 
cout<<"打印工作結束"<<endl<<endl; 
fclose(CodePrin1); 
fclose(txtfile); 

//------------------------打印赫夫曼樹的函數----------------------- 
void coprint(HuffmanTree start,HuffmanTree HT) 

if(start!=HT) 

FILE * TreePrint; 


if((TreePrint=fopen("TreePrint.txt","a"))==NULL) 
{cout<<"創建文件失敗"<<endl; 
return; 

numb++;//該變量爲已被聲明爲全局變量 
coprint(HT+start->rchild,HT); 
cout<<setw(5*numb)<<start->weight<<endl; 


fprintf(TreePrint,"%d\n",start->weight); 
coprint(HT+start->lchild,HT); 
numb--; 
fclose(TreePrint); 


void Tree_printing(HuffmanTree HT,int w) 

HuffmanTree p; 
p=HT+w; 
cout<<"下面打印赫夫曼樹"<<endl; 
coprint(p,HT); 
cout<<"打印工作結束"<<endl; 

//------------------------主函數------------------------------------ 
void main() 

char choice; 
while(choice!='q') 
{ cout<<"\n******************************"<<endl; 
cout<<" 歡迎使用赫夫曼編碼解碼系統"<<endl; 
cout<<"******************************"<<endl; 
cout<<"(1)要初始化赫夫曼鏈表請輸入'i'"<<endl; 
cout<<"(2)要編碼請輸入'e'"<<endl; 
cout<<"(3)要譯碼請輸入'd'"<<endl; 
cout<<"(4)要打印編碼請輸入'p'"<<endl; 
cout<<"(5)要打印赫夫曼樹請輸入't'"<<endl; 
cout<<"(6)要打印譯碼請輸入'y'"<<endl; 
if(flag==0)cout<<"\n請先初始化赫夫曼鏈表,輸入'i'"<<endl; 
cin>>choice; 
switch(choice) 

case 'i': 
Initialization(); 
break; 
case 'e': 
Encoding(); 
break; 
case 'd': 
Decoding(); 
break; 
case 'p': 
Code_printing(); 
break; 
case 't': 
Tree_printing(HT,2*n-1); 
break; 
case 'y': 
Code_printing1(); 
break; 
default: 
cout<<"input error"<<endl; 




free(z); 
free(w); 
free(HT); 
}
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