哈夫曼树的构建.docx
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哈夫曼树的构建
#include
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#include
#include
#include
#include
usingnamespacestd;
constintuint_max=10000;
typedefstruct
{
intweight;
intparent,lchild,rchild;
}HTNode,*HuffmanTree;//动态分配数组存储赫夫曼树
typedefchar**HuffmanCode;//动态分配数组存储赫夫曼编码表
//--------------------全局变量-----------------------
HuffmanTreeHT;HuffmanCodeHC;
int*w,i,j;
constintn=26;
char*z;
intflag=0;
intnumb=0;
//-----------------求赫夫曼编码---------------------
intmin（HuffmanTreet,inti）
{//此函数将要被voidselect（）调用
intj,flag;
intk=uint_max;//取k为不小于可能的值
for（j=1;j<=i;j++）
if（t[j].weightk=t[j].weight;
flag=j;
t[flag].parent=1;
returnflag;
}
//--------------------slect函数----------------------
voidselect（HuffmanTreet,inti,int&s1,int&s2）//s1为最小的两个值中序号小的那个
{
intj;
s1=min（t,i）;
s2=min（t,i）;
if（s1>s2）
{
j=s1;
s1=s2;
s2=j;
}
}
//-------------------参考课本算法6.12-------------------
voidHuffmanCoding（HuffmanTree&HT,HuffmanCode&HC,int*w,intn）
{//w存放n个字符的权值（均>0）,构造赫夫曼树HT,并求出n个字符的赫夫曼编码HC
intm,i,s1,s2,start;
intc,f;
HuffmanTreep;
char*cd;
if（n<=1）
return;//检测结点数是否可以构成树
m=2*n-1;
HT=（HuffmanTree）malloc（（m+1）*sizeof（HTNode））;//0号单元未用
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）//建赫夫曼树
{//在HT[1~i-1]中选择parent=0且weight最小的两个结点,其序号分别为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;
}
//从叶子到根逆向求每个字符的赫夫曼编码
HC=（HuffmanCode）malloc（（n+1）*sizeof（char*））;//分配n个字符编码的头指针向量（[0]不用）
cd=（char*）malloc（n*sizeof（char））;//分配求编码的工作空间
cd[n-1]='\0';//编码结束符
for（i=1;i<=n;i++）
{//逐个字符求赫夫曼编码
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（串）到HC
}
free（cd）;//释放工作空间
}
//----------------------初始化赫夫曼链表-------------------------
voidInitialization（）
{
flag=1;
intnum2;
cout<<"下面初始化赫夫曼链表"<w=（int*）malloc（n*sizeof（int））;//为第26个字符权值分配空间
z=（char*）malloc（n*sizeof（char））;//为第26个字符分配空间
cout<<"\n依次显示"<charbase[2];//?
ifstreamfin（"abc.txt"）;
for（i=0;i{
fin>>base;
*（z+i）=*base;//?
fin>>num2;//上面123行
*（w+i）=num2;
}
HuffmanCoding（HT,HC,w,n）;
//----------------------------------打印编码---------------------------------------
cout<<"字符"<for（i=1;i<=n;i++）
{
cout<cout<}
//--------------------------将赫夫曼编码写入文件----------------------------
cout<<"下面将赫夫曼编码写入文件"<FILE*htmTree;
charr[]={'','\0'};
if（（htmTree=fopen（"htmTree.txt","w"））==NULL）
{
cout<<"不能打开文件"<return;
}
for（i=0;i{
fputc（*（z+i）,htmTree）;
fputs（r,htmTree）;
}
for（i=0;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<<"已将字符与对应编码写入根目录下文件htmTree.txt中"<}
//--------------------------获取报文并写入文件---------------------------
voidInputCode（）
{
FILE*tobetran;
charstr[100];
if（（tobetran=fopen（"tobetran.txt","w"））==NULL）
{
cout<<"不能打开文件"<return;
}
cout<<"请输入你想要编码的字符"<gets（str）;
fputs（str,tobetran）;
cout<<"获取报文成功"<fclose（tobetran）;
cout<<"...................."<}
//---------------------------------编码函数---------------------------------
voidEncoding（）
{
cout<<"下面对目录下文件tobetran.txt中的字符进行编码"<FILE*tobetran,*codefile;
if（（tobetran=fopen（"tobetran.txt","rb"））==NULL）
{
cout<<"不能打开文件"<}
if（（codefile=fopen（"codefile.txt","wb"））==NULL）
{
cout<<"不能打开文件"<}
char*tran;
i=99;
tran=（char*）malloc（100*sizeof（char））;
while（i==99）
{
if（fgets（tran,100,tobetran）==NULL）
{
cout<<"不能打开文件"<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<<"字符错误，无法编码!
"<break;
}
}
}
}
}
cout<<"„„„„编码完成„„„„"<cout<<"编码写入目录下的codefile.txt中"<fclose（tobetran）;
fclose（codefile）;
free（tran）;
}
//-------------------------译码函数---------------------------
voidDecoding（）
{
cout<<"下面对根目录下文件codefile.txt中的字符进行译码"<FILE*codef,*txtfile;
if（（txtfile=fopen（"\\Textfile.txt","w"））==NULL）
{
cout<<"不能打开文件"<}
txtfile=fopen（"Textfile.txt","w"）;
if（（codef=fopen（"codefile.txt","r"））==NULL）
{
cout<<"不能打开文件"<}
codef=fopen（"codefile.txt","r"）;
char*work,*work2,i2;
inti4=0,i,i3;
unsignedlonglength=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--;
}
elseif（i2=='0'）i3=HT[i3].lchild;
elseif（i2=='1'）i3=HT[i3].rchild;
}
*（work2+i4）='\0';
fputs（work2,txtfile）;
cout<<"„„„„译码完成„„„„"<cout<<"内容写入根目录下的文件textfile.txt中"<free（work）;//释放工作区
free（work2）;//释放工作区
fclose（txtfile）;//关闭文件txtfile.txt;
fclose（codef）;//关闭文件codef.txt
}
//-----------------------打印编码的函数----------------------
voidCode_printing（）
{
cout<<"下面打印根目录下文件CodePrin.txt中编码字符"<FILE*CodePrin,*codefile;
if（（CodePrin=fopen（"CodePrin.txt","w"））==NULL）
{
cout<<"不能打开文件"<return;
}
if（（codefile=fopen（"codefile.txt","r"））==NULL）
{
cout<<"不能打开文件"<return;
}
char*work3;
work3=（char*）malloc（51*sizeof（char））;
if（fgets（work3,51,codefile）==NULL）
{
cout<<"不能读取文件"<}
else
do
{
fputs（work3,CodePrin）;
puts（work3）;
}while（strlen（work3）==50&&fgets（work3,51,codefile）!
=NULL）;
free（work3）;
cout<<"打印结束"<fclose（CodePrin）;
fclose（codefile）;
}
//------------------------打印赫夫曼树的函数-----------------------
voidcoprint（HuffmanTreestart,HuffmanTreeHT）//start=ht+26这是一个递归算法
{
if（start!
=HT）
{
FILE*TreePrint;
if（（TreePrint=fopen（"TreePrint.txt","a"））==NULL）
{
cout<<"创建文件失败"<return;
}
numb++;//number=0该变量为已被声明为全局变量
coprint（HT+start->rchild,HT）;//递归先序遍历
cout<weight<fprintf（TreePrint,"%d\n",start->weight）;
coprint（HT+start->lchild,HT）;
numb--;
fclose（TreePrint）;
}
}
voidTree_printing（HuffmanTreeHT,intw）
{
HuffmanTreep;
p=HT+w;//p=HT+26
cout<<"下面打印赫夫曼树"<coprint（p,HT）;//p=HT+26
cout<<"打印工作结束"<}
//----------------------------------主函数-------------------------------------
intmain（）
{
charchoice;
while（choice!
='q'）
{
cout<<"（i）初始化哈夫曼表"<cout<<"（w）输入待编码的字符"<cout<<"（e）进行编码、译码、打印编码"<cout<<"（t）打印哈夫曼树"<cout<<"（q）离开"<if（flag==0）
{
cout<<"\n请先初始化哈夫曼链表,输入'i'"<cout<<"（程序将从根目录下的abc.txt文件中读出26个字母及其权值并对字母进行编码）"<}
cin>>choice;
switch（choice）
{
case'i':
Initialization（）;//初始化赫夫曼表
break;
case'w':
InputCode（）;//输入待编码的字符
break;
case'e':
Encoding（）;//进行编码
Decoding（）;//进行译码
Code_printing（）;//打印编码
break;
case't':
Tree_printing（HT,2*n-1）;//打印26个字母权值形成的哈夫曼树
break;
case'q':
//退出程序
break;
default:
cout<<"输入命令错误"<}
}
free（z）;//释放字母所占内存空间
free（w）;//释放权值所占内存空间
free（HT）;//释放HT结构体所占内存空间
}
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