哈夫曼编解码 完整c程序代码

哈夫曼编解码完整c程序代码

Huffman 编码进行通信可以大大提高信道的利用率，缩短信息传输时间，降低传输成本。但是，这要求在发送端通过一个编码系统对待传数据进行预先编码，在接收端进行解码。对于双工信道（即可以双向传输信息的信道），每端都需要一个完整的编/解码系统。

2）要求：

一个完整的huffman编解码系统应该具有以下功能：

初始化（Initialization）。从终端读入字符集大小n，以及n个字符和n个权值，建立Huffman 树，并将它存入hfmTree 中。

编码（Encoding）。利用已经建好的Huffman树（如果不在内存，则应从文件hfmTree中读取），对文件ToBeTran中的正文进行编码，然后将结果存入文件hfmTree中读取），对文件ToBeTran中的正文进行编码，然后将结果存入文件CodeFile中。

解码（Decoding）。利用已经建立好的Huffman树将文件CodeFile中的代码进行解码，结果存入TextFile中。

打印代码文件（Print）。将文件CodeFile以紧凑的格式显示在终端上，每行50 个代码。同时将此字符形式的编码文件写入文件CodePrint中。

打印Huffman树（Tree Printing）。将已经在内存中的Huffman树以直观的形式（树或者凹入的形式）显示在终端上，同时将此字符形式的Huffman 树写入文件TreePrint中。3) 测试数据: 用下表给出的字符集和频度的实际统计数据建立Huffman树，并对以下报文进行编码和译码：“THIS PROGRAM IS MY FAVORITE”。字符 A B C D E F G H I J K L M 频度1866413223210321154757153220 字符 N O P Q R S T U V W X Y Z 频度5763151485180238181161 完整代码如下：

#include

h>#include#include#define N100int

*w;char *c,stack[N],code[N][N];int s1,s2;typedef struct HuffmanTree{int weight;int parent;int lchild;int rchild;}HuffmanTree,*Huff;void menu(void); void

Select(struct HuffmanTree HT[],int i); void

HuffmanTree(Huff &HT,int *w,int n);void visite(Huff

HT,int i,int flag,int rear);void translatef(char

*scource,char *save,int n);bool uncodef(FILE *fp1,FILE

*fp2,Huff HT,int n);int inputHuff();void screanio(int n);void fileio(int n);int initHuff();void Print_tree(int n,Huff HT);void Convert_tree(Huff HT,unsigned char

T[100][100],int tt[100][100],int s,int *i,int j);void decoding(int n);void coding(int n);void main(){int

n=0;menu();Huff HT;char state;

do{std::cout<<"input:\n";std::cin>>state;fflush(stdin); //读取状态

switch(state){ caseI:n=inputHuff();HuffmanTree(HT,w,n);st d::cout<<"\nHuffmanTree 初始化完毕\n";break;

caseC:coding(n);break; caseD:decoding(n);break;

caseP:Print_tree(n,HT);break;

caseQ:break;}}while(state!=Q);}void menu()

//显示菜单函数

{std::cout<<"===========HuffmanCoding===========\n"; std::cout<<"input \t\t do\n";std::cout<<"I

\t\tInit_HUffTree\n"; //初始化huffmantreestd::cout<<"C \t\tCoding\n"; //对ToBeTran、txt文件中的字符进行编码到CodeFile、txt中std::cout<<"D \t\tUnCoding\n"; //对CodeFile、txt中的01序列进行解码到TextFile、

txtstd::cout<<"P \t\tPrintTree\n"; //打印哈夫曼树

std::cout<<"Q \t\tquit\n";std::cout<<"请初始化哈夫曼树再执行后面的操作\n";}int inputHuff()

//输入各个字母及其权值{int i=1,n=0;int ww[28];char cc[28];while(1){std::cout<<"input the letter(input # to stop):";cc[i]=std::cin、

get();fflush(stdin);if(cc[i]==#)break;std::cout<<"input

the

weight:";std::cin>>ww[i];fflush(stdin);n++;i++;}w=(int *)malloc(sizeof(int)*(n+1));c=(char

*)malloc(sizeof(char)*(n+1));for(i=0;i

*w,int n)

//初始化哈夫曼树{int m,i;m=n*2-1;HT=(struct HuffmanTree *)malloc(sizeof(struct

HuffmanTree)*(m+1));HT[0]、lchild=0;HT[0]、

parent=0;HT[0]、rchild=0;HT[0]、

weight=0;for(i=1;i

weight=i<=n?w[i]:0;HT[i]、lchild=HT[i]、rchild=HT[i]、parent=0;}for(i=n+1;i<=m;i++){ Select(HT,i);HT[i]、

lchild=s1;HT[i]、rchild=s2;HT[i]、weight=HT[s1]、

weight+HT[s2]、weight;HT[s1]、parent=HT[s2]、

parent=i;}}void Select(struct HuffmanTree HT[],int i) //在HT[1、、i-1]中选择parent为0且weight为最小的两个结点{ int j;for(j=1;j

==0){s1=j;s2=j;goto flag;}}flag:

for(j=s1+1;j=HT[j]、weight){s2=s1;s1=j;}if(HT[s2]、

weight>HT[j]、weight&&j!=s1)s2=j;if(s1==s2)s2=j;}}}void Print_tree(int n,Huff HT)

//以凹入法的形式打印树{ unsigned char T[100][100];

int tt[100][100]; int i,j,m=0; FILE *fp;

Convert_tree(HT,T,tt,0,&m,2*n-1); //将内存中的赫夫曼树转

换成凹凸表形式的树，存于数组T中

if((fp=fopen("treeprint、txt","wb+"))==NULL)

printf("Open file treeprint、txt error!\n");

printf("\n以凹凸表形式打印已建好的赫夫曼树：\n");

for(i=1;i<=2*n-1;i++)

{ for (j=0;T[i][j]!=0;j++)

{ if(T[i][j]== )

{printf(" ");fputc(T[i][j],fp);} else

{printf("%d",tt[i][j]);fprintf(fp,"%d\n\n\n",tt[i][j]);} } printf("\n"); } fclose(fp); printf("\n此字符形式的哈夫曼

树已写入文件treeprint、txt中、\n\n"); printf("\n文件treeprint、txt的打开方式要为写字板，若打开方式为记事本，

则无法显示凹凸表的形式\n"); } void Convert_tree(Huff

HT,unsigned char T[100][100],int tt[100][100],int s,int

*i,int j)

//将内存中的赫夫曼树转换成凹凸表形式的树，存于数组T

中{ int k,l; l=++(*i); for(k=0;k

T[l][k]= ; T[l][k]=#; tt[l][k]=HT[j]、weight;

if(HT[j]、lchild)

Convert_tree(HT,T,tt,s+1,i,HT[j]、lchild); if(HT[j]、rchild)

Convert_tree(HT,T,tt,s+1,i,HT[j]、rchild);

T[l][++k]=\0; } void coding(int n)

//对文件ToBeTran、txt编码到CodeFile、txt{ FILE

*fp1;Huff HT;HuffmanTree(HT,w,n);visite(HT,2*n-

1,2,0);fflush(stdin);translatef("ToBeTran、txt","CodeFile、txt",n);fp1=fopen("CodeFile、txt","r");printf("\n编码已写入文件treeprint、txt中、

\n");fclose(fp1);}void decoding(int n)

//对CodeFile、txt中的01序列进行解码到TextFile、

txt{FILE *fp1,*fp2;Huff

HT;HuffmanTree(HT,w,n);fp1=fopen("CodeFile、txt","r");fp2=fopen("TextFile、

txt","w");while(uncodef(fp1,fp2,HT,2*n-

1));printf("\n");printf("\n解码已写入文件TextFile、txt 中、\n");fclose(fp1);fclose(fp2);}void visite(Huff HT,int i,int flag,int rear)//通过递归调用visite()函数，得到各个字母的编码，存储于全局变量code[][]中{int

j=0,k=0;if(flag==0){ stack[rear]=0;rear++;}else

if(flag==1){stack[rear]=1;rear++;}if(HT[i]、

lchild==0){for(j=0;j

lchild,0,rear);visite(HT,HT[i]、

rchild,1,rear);k=rear;for(j=0;j

*scource,char *save,int n)//读取文件中的字母序列，并根据code[][]将其转换成01序列输出{FILE *fp1,*fp2;char p= ;int i=0,j=0,k=0;fp1=fopen(scource,"r");fp2=fopen(save,"w");p= fgetc(fp1);printf("\n得到的编码

为:\n");while(p!=EOF){for(i=0;i<=n;i++){if(c[i]==p){for(j =0;j=50){k=0;putchar(\n);}}}}p=fgetc(fp1 );}fclose(fp1);fclose(fp2);}bool uncodef(FILE *fp1,FILE *fp2,Huff HT,int n)//通过对树的访问，把文件中01序列转换成一个字母输出。本函数需循环调用，当读到\n时返回

false{char

p= ;if(!fp1||!fp2){printf("error");exit(0);}if(HT[n]、lchild==0){fputc(c[n],fp2);return

true;}else{p=fgetc(fp1);if(p==EOF){return

false;}}if(p==0){uncodef(fp1,fp2,HT,HT[n]、lchild);}else if(p==1){uncodef(fp1,fp2,HT,HT[n]、rchild);}return

true;}/*以下在初始化哈夫曼树时复制粘贴可用，注意第一个为空格，weight为186，复制粘贴时要包括它、输入以#号结束

186A64B13C22D32E103F21G15H47I57J1K5L32M20N57O63P15Q1R48S5 1T80U23V8W18X1Y16Z1#*/