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1、建立 Huffman 树进行编码和译码的设计 郝萌 1100300423 哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院 1003104 班 摘要：建立一个简易的系统，对于给定的一篇英文文章，统计字符出 现的概率，并根据概率建立 Huffman 树，利用 Huffman 编码 对文章进行编码和译码。掌握 Huffman 树的建立与应用，并进 一步熟练掌握程序的设计流程。 关键词：Huffman 树Huffman 编码 文章译码 文件压缩解压缩 引言： 给定一篇文章，统计字符出现的概率，根据概率建立哈夫曼树， 进行编码与译码和文件压缩、解压缩等操作。并进行哈夫曼编码，进 而可以利用哈夫曼编码对文章 程序设计
2、流程 (1)文字表述 开始进入功能选择界面，包含五种操作：1.读取文章并对字符编 码，2.哈夫曼编码信息，3.文章编码，4.文章译码，5.文件压缩，6.文 件解压缩，7.退出程序。操作 1：给定一篇文章，统计字符出现的概 率，并根据概率建立 Huffman 树，并利用 Huffman 树对字符进行 Huffman 编码。操作 2：显示 Huffman 编码信息，包括字符，字符出 现的概率，Huffman 编码。操作 3：对文章进行译码，显示译码信息， 并保存。操作 4：对文章进行译码，显示并保存。操作 5：对文件进 行压缩，每 7 位二进制序列对应一个 ASCII 码。操作 6：对文件进行 解
3、压缩。 （2）流程图,1,程序开始,程序主界面,读取文章并对字符 编码,哈夫曼编码信息,文章编码,文章译码,退出程序,显示文章编码,保存文章编码,返回上一界面,显示文章编码的译 码,保存文章编码的译 码,程序结束,文件压缩,文件解压缩,（3）程序数据要求及功能实现 主界面,2,1.读取文件并对字符进行编码,2.哈夫曼编码信息,3,3.文件编码,（1）显示文件编码,4,（2）保存文件编码,4.文件译码,5,（1）显示文章编码的译码,（2）保存文章编码的译码,5.文件压缩,6.文件解压缩,6,附：程序源代码 /* File:HUFFMANFUNCTION.h Author: Administrat
4、or * Created on 2011 年 12 月 19 日, 下午 6:19 */ #ifndef HUFFMANFUNCTION_H #defineHUFFMANFUNCTION_H #include #include #include #include #define max1 150 #define max2 50 #define max3 256 using namespace std; class Htnote public: char name; /字符名 double weight; /权重 int lchild; /左孩子 int rchild; /右孩子 int par
5、ent; /父亲 Htnote() ,7,8,weight = 0; lchild = -1; parent = -1; rchild = -1; ; class Name public: int num; /字符出现的次数 char pname; /字符名 double lweight; /权值 Name() num = 0; lweight = 0; ; class GetName public: char namefmax2; int n; /字符的种类 int sum; /字符的总数 Name lettermax1; /存储字符信息的类的数组 GetName() sum = 0; n
6、= 0; void GetWeight()/得到字符的权值 for (int i = 0; i namef; input.open(namef); /打开文件 if (input.fail() cout 该文件不存在！ endl; return 0; char ch; ch = input.get(); letter0.pname = ch;,9,letter0.num+; sum+; while (!input.eof() /读取文件中的所有字符 int tag = 0; ch = input.get(); for (int i = 0; i n + 1; i+) if (letteri.p
7、name = ch) letteri.num+; sum+; tag = 1; if (tag = 0) n+; lettern.pname = ch; lettern.num+; sum+; sum-; input.close(); GetWeight(); /得到字符权值 ; class CodeNode/编码类 public: char ch; /存储字符 char bitsmax1; /存储编码 ; class Function public: GetName L; int fn; /定义哈夫曼数组大小 Htnote HuffmanTmax3; /哈夫曼数组 CodeNode Code
8、max1; /字符编码数组 Function() fn = 0; void CharHuffmanTCoding()/编码功能实现 int i, f, c; char cdL.n + 1; /暂时存储编码的数组 int start; /编码读取起始位置,10,cdL.n = 0; for (i = 0; i = 0) if (HuffmanTf.lchild = c)/如果为左孩子，为0 cd-start = 0; else/如果为右孩子，为1 cd-start = 1; c = f; strcpy(Codei.bits, void SelectMin(int m, int double m1
9、, m2; m1 = m2 = 1; p1 = p2 = -1; for (i = 0; i m; i+) if (HuffmanTi.parent = -1 ,12,for (int i = 0; i namef1; output.open(namef1); char ch; while (!input.eof() ch = input.get(); for (int i = 0; i namef; input.open(namef); if (input.fail() cout 该文件不存在！ endl;,13,return 0; char ch; ch = input.get(); in
10、t c = 2 * L.n - 2; while (!input.eof() if (ch = 0)/遇 0 搜索左子树 if (HuffmanTc.lchild = 0) c = HuffmanTc.lchild; if (HuffmanTc.lchild = -1)/判断是否到叶子 cout = 0) c = HuffmanTc.rchild; if (HuffmanTc.rchild = -1)/判断是否到叶子 cout namef; input.open(namef); if (input.fail() cout 该文件不存在！ endl; return 0;,14, cout nam
11、ef1; output.open(namef1); char ch; ch = input.get(); int c = 2 * L.n - 2; while (!input.eof() if (ch = 0) if (HuffmanTc.lchild = 0) c = HuffmanTc.lchild; if (HuffmanTc.lchild = -1) output.put(HuffmanTc.name); c = 2 * L.n - 2; if (ch = 1) if (HuffmanTc.rchild = 0) c = HuffmanTc.rchild; if (HuffmanTc.
12、rchild = -1) output.put(HuffmanTc.name); c = 2 * L.n - 2; ch = input.get(); input.close(); output.close(); cout 保存完毕！ endl; int FileCompression() /文件压缩功能 CreatHT(); CharHuffmanTCoding(); /保存编码 ofstream output; ifstream input; char namef1 = temp.txt; input.open(L.namef); if (input.fail() cout 该文件不存在！
13、 endl; return 0; ,15,output.open(namef1); char ch; while (!input.eof() ch = input.get(); for (int i = 0; i namef2; File1.open(namef2); File2.open(namef1); if (File2.fail() cout 该文件不存在！ endl; return 0; char sh; char th; int i = 0; char j = 0; int count = 0; while (!File2.eof() sh = File2.get(); if (i
14、 7 ,16,File1.put(th); i = 0; count = 0; if (sh = EOF) th = count; File1.put(th); File1.put(j); i = 0; count = 0; File1.close(); File2.close(); remove(namef1); cout namef2; input.open(namef2, ios:in | ios:binary); output.open(namef1, ios:out | ios:binary); if (input.fail() cout (,17,count = sh; if (c
15、h != EOF) for (int i = 0; i ( ,18,( c = 2 * L.n - 2; if (ch = 1) if (HuffmanTc.rchild = 0) c = HuffmanTc.rchild; if (HuffmanTc.rchild = -1) cout (HuffmanTc.name); c = 2 * L.n - 2; ,File2.read(reinterpret_cast (,19,能选择=,while (1) /主界面显示 cout endl endl endl; cout =功 endl;,【1】读取文章并对字符编码 endl;,【2】哈夫曼编码信息 【3】文章编码 【4】文章译码 【5】压缩文件 【6】解压缩文件 【7】退出程序, endl; endl; endl; endl; endl; endl;,cout cout cout cout cout cout cout cout, endl ,= endl;
