哈夫曼树解压与压缩Word文档下载推荐.docx
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//哈夫曼树结点类模板
template<
classWeightType>
structHuffmanTreeNode
{
WeightTypeweight;
//权数据域
unsignedintparent,leftChild,rightChild;
//双亲,左右孩子域
HuffmanTreeNode();
//无参数的构造函数模板
HuffmanTreeNode(WeightTypew,intp=0,intlChild=0,intrChild=0);
//已知权,双亲及左右孩子构造结构
};
//哈夫曼树结点类模板的实现部分
HuffmanTreeNode<
WeightType>
:
HuffmanTreeNode()//操作结果:
构造空结点
parent=leftChild=rightChild=0;
}
HuffmanTreeNode(WeightTypew,intp,intlChild,intrChild)//操作结果:
构造一个权为w,双亲为p,左孩子为lChild,右孩子为rChild的结点
weight=w;
//权
parent=p;
//双亲
leftChild=lChild;
//左孩子
rightChild=rChild;
//右孩子
#endif
#ifndef__HUFFMAN_TREE_H__
#define__HUFFMAN_TREE_H__
#include"
string.h"
//串类
huffman_tree_node.h"
//哈夫曼树结点类模板
//哈夫曼树类模板
classCharType,classWeightType>
classHuffmanTree
protected:
HuffmanTreeNode<
*nodes;
//存储结点信息,nodes[0]未用
CharType*LeafChars;
//叶结点字符信息,LeafChars[0]未用
String*LeafCharCodes;
//叶结点字符编码信息,LeafCharCodes[0]未用
intcurPos;
//译码时从根结点到叶结点路径的当前结点
intnum;
//叶结点个数
//辅助函数模板:
voidSelect(intcur,int&
r1,int&
r2);
//nodes[1~cur]中选择双亲为,权值最小的两个结点r1,r2
voidCreatHuffmanTree(CharTypech[],WeightTypew[],intn);
//由字符,权值和字符个数构造哈夫曼树
public:
//哈夫曼树方法声明及重载编译系统默认方法声明:
HuffmanTree(CharTypech[],WeightTypew[],intn);
//由字符,权值和字符个数构造哈夫曼树
virtual~HuffmanTree();
//析构函数模板
StringEncode(CharTypech);
//编码
LinkList<
Decode(StringstrCode);
//译码
HuffmanTree(constHuffmanTree<
CharType,WeightType>
&
copy);
//复制构造函数模板
HuffmanTree<
operator=(constHuffmanTree<
CharType,
WeightType>
&
copy);
//重载赋值运算符
//孩子兄弟表示哈夫曼树类模板的实现部分
voidHuffmanTree<
Select(intcur,int&
r2)
//操作结果:
nodes[1~cur]中选择双亲为,权值最小的两个结点r1,r2
r1=r2=0;
//0表示空结点
for(intpos=1;
pos<
=cur;
pos++)
{//查找树值最小的两个结点
if(nodes[pos].parent!
=0)continue;
//只处理双亲不为的结点
if(r1==0)
{
r1=pos;
//r1为空,将pos赋值给r1
}
elseif(r2==0)
r2=pos;
//r2为空,将pos赋值给r2
elseif(nodes[pos].weight<
nodes[r1].weight)
//nodes[pos]权值比nodes[r1]更小,将pos赋为r1
nodes[r2].weight)
//nodes[pos]权值比nodes[r2]更小,将pos赋为r2
}
CreatHuffmanTree(CharTypech[],WeightTypew[],intn)
由字符,权值和字符个数构造哈夫曼树
num=n;
//叶结点个数
intm=2*n-1;
//结点个数
nodes=newHuffmanTreeNode<
[m+1];
//nodes[0]未用
LeafChars=newCharType[n+1];
//LeafChars[0]未用
LeafCharCodes=newString[n+1];
//LeafCharCodes[0]未用
intpos;
//临时变量
for(pos=1;
=n;
{//存储叶结点信息
nodes[pos].weight=w[pos-1];
//权值
LeafChars[pos]=ch[pos-1];
//字符
for(pos=n+1;
=m;
{//建立哈夫曼树
intr1,r2;
Select(pos-1,r1,r2);
//nodes[1~pos-1]中选择双亲为,权值最小的两个结点r1,r2
//合并以r1,r2为根的树
nodes[r1].parent=nodes[r2].parent=pos;
//r1,r2双亲为pos
nodes[pos].leftChild=r1;
//r1为pos的左孩子
nodes[pos].rightChild=r2;
//r2为pos的右孩子
nodes[pos].weight=nodes[r1].weight+nodes[r2].weight;
//pos的权为r1,r2的权值之和
{//求n个叶结点字符的编码
LinkList<
char>
charCode;
//暂存叶结点字符编码信息
for(unsignedintchild=pos,parent=nodes[child].parent;
parent!
=0;
child=parent,parent=nodes[child].parent)
{//从叶结点到根结点逆向求编码
if(nodes[parent].leftChild==child)charCode.Insert(1,'
0'
);
//左分支编码为'
elsecharCode.Insert(1,'
1'
//右分支编码为'
LeafCharCodes[pos]=charCode;
//charCode中存储字符编码
curPos=m;
//译码时从根结点开始,m为根
HuffmanTree<
HuffmanTree(CharTypech[],WeightTypew[],intn)
CreatHuffmanTree(ch,w,n);
//由字符,权值和字符个数构造哈夫曼树
~HuffmanTree()
销毁哈夫曼树
{
if(nodes!
=NULL)delete[]nodes;
//释放结点信息
if(LeafChars!
=NULL)delete[]LeafChars;
//释放叶结点字符信息
if(LeafCharCodes!
=NULL)delete[]LeafCharCodes;
//释放叶结点字符编码信息
StringHuffmanTree<
Encode(CharTypech)
返回字符编码
=num;
{//查找字符的位置
if(LeafChars[pos]==ch)returnLeafCharCodes[pos];
//找到字符,得到编码
throwError("
非法字符,无法编码!
"
//抛出异常
LinkList<
Decode(StringstrCode)
对编码串strCode进行译码,返回编码前的字符序列
charList;
//编码前的字符序列
for(intpos=0;
strCode.Length();
{//处理每位编码
if(strCode[pos]=='
)curPos=nodes[curPos].leftChild;
//'
表示左分支
elsecurPos=nodes[curPos].rightChild;
//'
if(nodes[curPos].leftChild==0&
nodes[curPos].rightChild==0)
{//译码时从根结点到叶结点路径的当前结点为叶结点
charList.Insert(charList.Length()+1,LeafChars[curPos]);
curPos=2*num-1;
//curPos回归根结点
returncharList;
//返回编码前的字符序列
HuffmanTree(constHuffmanTree<
copy)
由哈夫曼树copy构造新哈夫曼树——复制构造函数模板
num=copy.num;
curPos=copy.curPos;
//译码时从根结点到叶结点路径的当前结点
intm=2*num-1;
//结点总数
LeafChars=newCharType[num+1];
LeafCharCodes=newString[num+1];
//LeafCharCodes[0]未用
{//复制结点信息
nodes[pos]=copy.nodes[pos];
//结点信息
{//复制叶结点字符信息与叶结点字符编码信息
LeafChars[pos]=copy.LeafChars[pos];
//叶结点字符信息
LeafCharCodes[pos]=copy.LeafCharCodes[pos];
//叶结点字符编码信息
copy)
将哈夫曼树copy赋值给当前哈夫曼树——重载赋值运算符
if(&
copy!
=this)
{
if(nodes!
if(LeafChars!
if(LeafCharCodes!
num=copy.num;
curPos=copy.curPos;
//译码时从根结点到叶结点路径的当前结点
intm=2*num-1;
//结点总数
nodes=newHuffmanTreeNode<
LeafChars=newCharType[num+1];
LeafCharCodes=newString[num+1];
intpos;
for(pos=1;
{//复制结点信息
nodes[pos]=copy.nodes[pos];
{//复制叶结点字符信息与叶结点字符编码信息
LeafChars[pos]=copy.LeafChars[pos];
LeafCharCodes[pos]=copy.LeafCharCodes[pos];
}
return*this;
#ifndef__HUFFMAN_COMPRESS_H__
#define__HUFFMAN_COMPRESS_H__
huffman_tree.h"
//哈夫曼树类
structBufferType//字符缓存器
charch;
//字符
unsignedintbits;
//实际比特数
classHuffmanCompress//哈夫曼压缩类
char,unsignedlong>
*pHuffmanTree;
FILE*infp,*outfp;
//输入/出文件
BufferTypebuf;
//字符缓存
voidWrite(unsignedintbit);
//向目标文件中写入一个比特
voidWriteToOutfp();
//强行将字符缓存写入目标文件
HuffmanCompress();
//无参数的构造函数
~HuffmanCompress();
//析构函数
voidCompress();
//压缩算法
voidDecompress();
//解压缩算法
HuffmanCompress(constHuffmanCompress&
//复制构造函数
HuffmanCompress&
operator=(constHuffmanCompress&
//赋值运算符
HuffmanCompress:
HuffmanCompress()
pHuffmanTree=NULL;
//空哈夫曼树
~HuffmanCompress()
if(pHuffmanTree!
=NULL)
delete[]pHuffmanTree;
//释放空间
voidHuffmanCompress:
Write(unsignedintbit)//操作结果:
向目标文件中写入一个比特
buf.bits++;
//缓存比特数自增
buf.ch=(buf.ch<
<
1)|bit;
//将bit加入到缓存字符中
if(buf.bits==8)
{//缓存区已满,写入目标文件
fputc(buf.ch,outfp);
//写入目标文件
buf.bit
- 配套讲稿:
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- 关 键 词:
- 哈夫曼树 解压 压缩
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