基于C++實(shí)現(xiàn)的哈夫曼編碼解碼操作示例
本文實(shí)例講述了基于C++實(shí)現(xiàn)的哈夫曼編碼解碼操作。分享給大家供大家參考,具體如下:
哈夫曼編碼是一個通過哈夫曼樹進(jìn)行的一種編碼,一般情況下,以字符:‘0'與‘1'表示。編碼的實(shí)現(xiàn)過程很簡單,只要實(shí)現(xiàn)哈夫曼樹,通過遍歷哈夫曼樹,這里我們從每一個葉子結(jié)點(diǎn)開始向上遍歷,如果該結(jié)點(diǎn)為父節(jié)點(diǎn)的左孩子,則在字符串后面追加“0”,如果為其右孩子,則在字符串后追加“1”。結(jié)束條件為沒有父節(jié)點(diǎn)。然后將字符串倒過來存入結(jié)點(diǎn)中。
C++實(shí)現(xiàn)代碼如下:
#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
struct Node
{
double weight;
string ch;
string code;
int lchild, rchild, parent;
};
void Select(Node huffTree[], int *a, int *b, int n)//找權(quán)值最小的兩個a和b
{
int i;
double weight = 0; //找最小的數(shù)
for (i = 0; i <n; i++)
{
if (huffTree[i].parent != -1) //判斷節(jié)點(diǎn)是否已經(jīng)選過
continue;
else
{
if (weight == 0)
{
weight = huffTree[i].weight;
*a = i;
}
else
{
if (huffTree[i].weight < weight)
{
weight = huffTree[i].weight;
*a = i;
}
}
}
}
weight = 0; //找第二小的數(shù)
for (i = 0; i < n; i++)
{
if (huffTree[i].parent != -1 || (i == *a))//排除已選過的數(shù)
continue;
else
{
if (weight == 0)
{
weight = huffTree[i].weight;
*b = i;
}
else
{
if (huffTree[i].weight < weight)
{
weight = huffTree[i].weight;
*b = i;
}
}
}
}
int temp;
if (huffTree[*a].lchild < huffTree[*b].lchild) //小的數(shù)放左邊
{
temp = *a;
*a = *b;
*b = temp;
}
}
void Huff_Tree(Node huffTree[], int w[], string ch[], int n)
{
for (int i = 0; i < 2 * n - 1; i++) //初始過程
{
huffTree[i].parent = -1;
huffTree[i].lchild = -1;
huffTree[i].rchild = -1;
huffTree[i].code = "";
}
for (int i = 0; i < n; i++)
{
huffTree[i].weight = w[i];
huffTree[i].ch = ch[i];
}
for (int k = n; k < 2 * n - 1; k++)
{
int i1 = 0;
int i2 = 0;
Select(huffTree, &i1, &i2, k); //將i1,i2節(jié)點(diǎn)合成節(jié)點(diǎn)k
huffTree[i1].parent = k;
huffTree[i2].parent = k;
huffTree[k].weight = huffTree[i1].weight + huffTree[i2].weight;
huffTree[k].lchild = i1;
huffTree[k].rchild = i2;
}
}
void Huff_Code(Node huffTree[], int n)
{
int i, j, k;
string s = "";
for (i = 0; i < n; i++)
{
s = "";
j = i;
while (huffTree[j].parent != -1) //從葉子往上找到根節(jié)點(diǎn)
{
k = huffTree[j].parent;
if (j == huffTree[k].lchild) //如果是根的左孩子,則記為0
{
s = s + "0";
}
else
{
s = s + "1";
}
j = huffTree[j].parent;
}
cout << "字符 " << huffTree[i].ch << " 的編碼:";
for (int l = s.size() - 1; l >= 0; l--)
{
cout << s[l];
huffTree[i].code += s[l]; //保存編碼
}
cout << endl;
}
}
string Huff_Decode(Node huffTree[], int n,string s)
{
cout << "解碼后為:";
string temp = "",str="";//保存解碼后的字符串
for (int i = 0; i < s.size(); i++)
{
temp = temp + s[i];
for (int j = 0; j < n; j++)
{
if (temp == huffTree[j].code)
{
str=str+ huffTree[j].ch;
temp = "";
break;
}
else if (i == s.size()-1&&j==n-1&&temp!="")//全部遍歷后沒有
{
str= "解碼錯誤!";
}
}
}
return str;
}
int main()
{
//編碼過程
const int n=5;
Node huffTree[2 * n];
string str[] = { "A", "B", "C", "D", "E"};
int w[] = { 30, 30, 5, 20, 15 };
Huff_Tree(huffTree, w, str, n);
Huff_Code(huffTree, n);
//解碼過程
string s;
cout << "輸入編碼:";
cin >> s;
cout << Huff_Decode(huffTree, n, s)<< endl;;
system("pause");
return 0;
}
運(yùn)行結(jié)果如下:

希望本文所述對大家C++程序設(shè)計(jì)有所幫助。
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