⑴ 利用 数据结构 实现 哈夫曼编码/译码实现
//D:\2010 代码\haffman\haffman\Node_statement.h
#define MAXVALUE 1000//定义最大权值
#define MAXBIT 100//定义哈夫曼树中叶子结点个数
typedef struct
{
char data;//字符值
int num;//某个值的字符出现的次数
}TotalNode;
//统计结点，包括字符种类和出现次数
typedef struct
{
TotalNode tot[300];//统计结点数组
int num;//统计数组中含有的字符个数
}Total;
//统计结构体，包括统计数组和字符种类数
typedef struct
{
char mes[300];//字符数组
int num;//总字符数
}Message;
//信息结构体，包括字符数组和总字符数
typedef struct{
int locked[500];//密码数组
int num;//密码总数
}Locking;
//哈夫曼编码后的密文信息
typedef struct
{
char data;//字符
int weight;//权值
int parent;//双亲结点在数组HuffNode[]中的序号
int lchild;//左孩子结点在数组HuffNode[]中的序号
int rchild;//右孩子结点在数组HuffNode[]中的序号
}HNodetype;
//哈夫曼树结点类型，包括左右孩子，权值和信息
typedef struct
{
int bit[MAXBIT];
int start;
}HCodetype;
//哈夫曼编码结构体，包括编码数组和起始位
void reading_file(Message *message);//从文件中读取信息
int writing_file(Message *message);//将信息写进文件
void total_message(Message *message,Total *total);//统计信息中各字符的次数
void HaffmanTree(Total *total,HNodetype HuffNode[]);//构建哈夫曼树
void HaffmanCode(HNodetype HuffNode[],HCodetype HuffCode[],Total *total);//建立哈夫曼编码
void writing_HCode(HNodetype HuffNode[],HCodetype HuffCode[],Total *total);//将编码规则写进文件
void lock(Message *message,HNodetype HuffNode[],HCodetype HuffCode[],Total *total,Locking *locking);//给文件信息加密编码
void writing_lock(Locking *locking);//将已编码信息写进文件
void first_function(HNodetype HuffNode[],HCodetype HuffCode[],Total *total,Message *message);
void display(Total *total,HNodetype HuffNode[]);
void writing_translate(Locking *locking,HCodetype HuffCode[],HNodetype HuffNode[],Total *total);//将已编码信息翻译过来并写进文
//D:\2010 代码\haffman\haffman\function_mian.cpp
#include"Node_statement.h"
#include<iostream>
#include<fstream>
#include "cstdlib"
using namespace std;
int main()
{
int i,j,choice,mark=0;//mark标记文件信息是否读入到内存中
HNodetype HuffNode[500];//保存哈夫曼树中各结点信息
HCodetype HuffCode[300];
Locking *locking;
Total *total;
Message *message;
locking=new Locking;
locking->num=0;
total=new Total;
total->num=0;
message=new Message;
message->num=0;
//初始化变量
printf("┏ ┓\n");
printf("┣ haffman_code system ┫ \n");
printf("┗ ┛\n");
printf("\n\n");
choice=0;
while(choice!=7 )
{
printf("＃〓§〓〓〓〓〓§〓〓〓〓§〓〓〓〓§〓＃ \n ");
printf(" 0:go \n");
printf("※********** 1：从文件读取信息**********************※\n");
printf(" *********** 2：显示编码规则 ********************* \n");
printf(" ********** 3：将原文件信息写进文件 ************ \n");
printf(" ********* 4：将编码规则写进文件 ************ \n");
printf(" ********** 5：将编码后的信息写进文件 ********** \n");
printf(" *********** 6：将译码后的信息写进文件 *********\n");
printf("※***********7：退出 *****************************※\n");
printf("＃〓§〓〓〓〓〓§〓〓〓〓§〓〓〓〓§〓＃ \n ");
printf(" please input the choice ");
cin>>choice;
switch(choice)
{
case 1:
reading_file(message);//从文件中读取信息
mark=1;
break;
case 2://显示编码规则
if(mark==0)cout<<"请先从文件中读取信息!"<<endl;
else
{
first_function(HuffNode,HuffCode,total,message);
cout<<"编码规则为"<<endl;
for(i=0;i<total->num;i++)//显示编码规则
{
cout<<total->tot[i].data<<" ";
for(j=HuffCode[i].start+1;j<total->num;j++)
cout<<HuffCode[i].bit[j];
cout<<endl;
}
}
break;
case 3://将原文件信息写进文件a_test1.txt
if(mark==0)cout<<"请先从文件中读取信息!"<<endl;
else
writing_file(message);//将信息写进文件
break;
case 4://将编码规则写进文件
if(mark==0)cout<<"请先从文件中读取信息!"<<endl;
else
{
first_function(HuffNode,HuffCode,total,message);
writing_HCode(HuffNode,HuffCode,total);//将编码规则写进文件
}
break;
case 5://将编码后的信息写进文件
if(mark==0)cout<<"请先从文件中读取信息!"<<endl;
else
{
first_function(HuffNode,HuffCode,total,message);
writing_lock(locking);//将已编码信息写进文件
}
break;
case 6://将译码后的信息写进文件
if(mark==0)cout<<"请先从文件中读取信息!"<<endl;
else
{
first_function(HuffNode,HuffCode,total,message);
writing_translate(locking,HuffCode,HuffNode,total);//将已编码信息翻译过来并写进文件
}
break;
}
}
/**
打印haffman树
**/
display(total,HuffNode);
system("PAUSE");
return 0;
}
void display(Total *total,HNodetype HuffNode[])
{
int i,j;
for(i=0;i<2*total->num-1;i++)
{
printf("data weight lchild rchild parent \n");
printf(" %c %d %d %d %d\n",HuffNode[i].data,HuffNode[i].weight,HuffNode[i].lchild,HuffNode[i].rchild,HuffNode[i].parent);
}
}
void reading_file(Message *message)
/**
绝对路径下读取a_test.txt file
message 中的num记录suoyou字符总数 ，放在nes【】中
equal to the buffer
**/
{
int i=0;
char ch;
ifstream infile("a_test.txt",ios::in | ios::out);
if(!infile)//打开失败则结束
{
cout<<"打开a_test.txt文件失败"<<endl;
exit(1);
}
else
cout<<"读取文件成功"<<endl;
while(infile.get(ch) && ch!='#')//读取字符直到遇到#
{
message->mes[i]=ch;
i++;
}
message->num=i;//记录总字符数
infile.close();//关闭文件
}
int writing_file(Message *message)
/**
把从数组message 的信息write to disk，a_test1.txt to save
**/
{ /*
int i;
ifstream outfile("a_test1.txt",ios::in ); //打开文件
if( !outfile )//打开失败则结束
{
cout<<"打开a_test1.txt文件失败"<<endl;
return -1;
}
for(i=0;i<message->num;i++)//写文件
outfile.put(message->mes[i]);
cout<<"信息写进文件成功"<<endl;
outfile.close();//关闭文件
return 0;*/
int i;
FILE *fp1=NULL;
if((fp1 = fopen("a_test1.txt","at"))==NULL)
{
printf("can't open the file\n");
exit(0);
}
for(i=0;i<message->num;i++)
fprintf(fp1,"%d ",message->mes[i]);
printf("文件写入成功!\n");
i=fclose(fp1);
if(i==0)
printf("文件关闭成功!\n");
else
printf("文件关闭失败!\n");
}
void total_message(Message *message,Total *total)
/**
统计message中不同字符 的个数，和相同字符重复的次数，重复字符用mark标记，
total.tot[] 放不同字符，TotalNode 类型（char，num）
total.num 统计不同字符个数
使total这块内存空间有数据，
**/
{
int i,j,mark;
for(i=0;i<message->num;i++)//遍历message中的所有字符信息
{
if(message->mes[i]!=' ')//字符不为空格时
{
mark=0;
for(j=0;j<total->num;j++)//在total中搜索当前字符
if(total->tot[j].data==message->mes[i])//搜索到，则此字符次数加1，mark标志为1
{
total->tot[j].num++;
mark=1;
break;
}
if(mark==0)//未搜索到，新建字符种类，保存进total中，字符类加1
{
total->tot[total->num].data=message->mes[i];
total->tot[total->num].num=1;
total->num++;
}
}
}
}
void HaffmanTree(Total *total,HNodetype HuffNode[])
/**create the haffman tree
不同字符个数为叶子节点个数对应书上的n，
相同字符的个数为其权值weight；
get HuffNode to store the tree
**/
{
int i,j,min1,min2,x1,x2;
for(i=0;i<2*(total->num)-1;i++)//初始化哈夫曼树并存入叶子结点权值和信息
{
if(i<=total->num-1)
HuffNode[i].data=total->tot[i].data;
HuffNode[i].weight=total->tot[i].num;
HuffNode[i].parent=-1;
HuffNode[i].lchild=-1;
HuffNode[i].rchild=-1;
}
for(i=0;i<total->num-1;i++)
{
min1=min2=MAXVALUE;
x1=x2=0;
for(j=0;j<total->num+i;j++)//选取最小x1和次小x2的两权值
{
if(HuffNode[j].parent==-1&&HuffNode[j].weight<min1)
{
min2=min1;
x2=x1;
min1=HuffNode[j].weight;
x1=j;
}
else
if(HuffNode[j].parent==-1&&HuffNode[j].weight<min2)
{
min2=HuffNode[j].weight;
x2=j;
}
}
HuffNode[x1].parent=total->num+i;//修改亲人结点位置
HuffNode[x2].parent=total->num+i;
HuffNode[total->num+i].weight=HuffNode[x1].weight+HuffNode[x2].weight;
HuffNode[total->num+i].lchild=x1;//左孩子比右孩子权值小
HuffNode[total->num+i].rchild=x2;
}
}
void HaffmanCode(HNodetype HuffNode[],HCodetype HuffCode[],Total *total)
/***
haffman to code (0,10,110,)
得到每个不同字符（叶子）的编码，
存贮在数组HuffCode【】中,bit[] store the char,start store the loction
**/
{
int i,j,c,p;
HCodetype cd;
for(i=0;i<total->num;i++)//建立叶子结点个数的编码
{
cd.start=total->num-1;//起始位初始化
p=HuffNode[i].parent;
c=i;
while(p!=-1)//从叶结点向上爬直到到达根结点
{
if(HuffNode[p].lchild==c)//左分支则为0
cd.bit[cd.start]=0;
else
cd.bit[cd.start]=1;//右分支则为1
cd.start--;//起始位向前移动
c=p;
p=HuffNode[p].parent;
}
for(j=cd.start+1;j<total->num;j++)//保存求出的每个叶结点编码和起始位
HuffCode[i].bit[j]=cd.bit[j];
HuffCode[i].start=cd.start;
}
}
void writing_HCode(HNodetype HuffNode[],HCodetype HuffCode[],Total *total)
/**
HuffNode[]to input the leaf
HuffCode[]to input the code
all is to the a_test2.txt ,save the code
**/
{
/*打开HCode文件，失败则结束。将信息写进文件*/
int i,j;
FILE *fp2=NULL;
if((fp2 = fopen("a_test2.txt","at"))==NULL)
{
printf("can't open the file\n");
exit(0);
}
for(i=0;i<total->num;i++)
{fprintf(fp2,"%d ",HuffNode[i].data);
printf(" ");
for(j=HuffCode[i].start+1;j<total->num;j++)
fprintf(fp2,"%d ",HuffCode[i].bit[j]);
}
printf("编码规则写进文件成功!\n");
i=fclose(fp2);
if(i==0)
printf("文件关闭成功!\n");
else
printf("文件关闭失败!\n");
}
void lock(Message *message,HNodetype HuffNode[],HCodetype HuffCode[],Total *total,Locking *locking)
/***
对messag操作，对所有字符加密，
结果存贮在数组locked[]中，locking 记录已经加密后的密文
**/
{
int i,j,m;
for(i=0;i<message->num;i++)//把相同的不同的字符全部 遍历
{
if(message->mes[i]==' ')//碰到空格则以-1形式保存进locked数组中
{
locking->locked[locking->num]=-1;
locking->num++;
}
else
for(j=0;j<total->num;j++)//从total中找到对应的字符
{
if(HuffNode[j].data==message->mes[i])
//找到在HuffNode 中对应字符，找到下标j
// 在HuffCode
for(m=HuffCode[j].start+1;m<total->num;m++)///////// !
{
locking->locked[locking->num]=HuffCode[j].bit[m];//加密
locking->num++;
}
}
}
}
void writing_lock(Locking *locking)
/*
将密文写到a_test3.txt
*/
{
int i;
FILE *fp3=NULL;
if((fp3= fopen("a_test3.txt","at"))==NULL)
{
printf("can't open the file\n");
exit(0);
}
for(i=0;i<locking->num;i++)
{
if(locking->locked[i]==-1)
printf(" ");
else
fprintf(fp3,"%d ",locking->locked[i]);
}
printf("已编码信息写进文件成功!\n");
i=fclose(fp3);
if(i==0)
printf("文件关闭成功!\n");
else
printf("文件关闭失败!\n");
}
void writing_translate(Locking *locking,HCodetype HuffCode[],HNodetype HuffNode[],Total *total)
/**
密文翻译成明文，然后存到文件 a_test4.txt
**/
{
int i,j,mark[100],start[100],min,max;
FILE *fp4=NULL;
if((fp4 = fopen("a_test4.txt","at"))==NULL)
{
printf("can't open the file\n");
exit(0);
}
for(i=0;i<total->num;i++)//start数组初始化
{
start[i]=HuffCode[i].start+1;//。。。。
}
for(i=0;i<total->num;i++)//mark数组初始化
{
mark[i]=1;
}
min=0;
for(max=0;max<locking->num;max++)//写文件
{
if(locking->locked[max]==-1)//碰到空格信息则直接输出空格
{
printf(" ");//把空格写到文件
min++;
}
else
{
for(i=min;i<=max;i++)//查找从min开始到max的编码对应的信息
{
for(j=0;j<total->num;j++)
{
if(start[j] == total->num+1)
mark[j]=0; //对应编码比所给编码短则不在比较
if(mark[j]==1&&locking->locked[i]==HuffCode[j].bit[start[j]])
start[j]++;
else
mark[j]=0;
}
}
for(i=0;i<total->num;i++)//找到对应信息，则写进文件
{
if(mark[i]==1&&start[i]==total->num)
{
fprintf(fp4,"%d ",HuffNode[i].data);//写到文件outfile
break;
}
}
if(i!=total->num)
min=max+1;
for(i=0;i<total->num;i++)//start数组初始化
{
start[i]=HuffCode[i].start+1;
}
for(i=0;i<total->num;i++)//mark数组初始化
{
mark[i]=1;
}
}
}
printf("文件写入成功!\n");
i=fclose(fp4);
if(i==0)
printf("文件关闭成功!\n");
else
printf("文件关闭失败!\n");
}
void first_function(HNodetype HuffNode[],HCodetype HuffCode[],Total *total,Message *message)
{
total_message(message,total);//统计信息中各字符的出现次数
HaffmanTree(total,HuffNode);//构建哈夫曼树
HaffmanCode(HuffNode,HuffCode,total);//建立哈夫曼编码
}
⑵ 哈夫曼编码与译码
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <malloc.h>
#include <stdlib.h>
#include <conio.h>
#define NN 10000
#define M 2*NN-1
#define IN 0
#define OUT 1
#define MAX_INT 32767
#define PRINTLN printf("\n\n\n\n\n\n\n\n");
typedef struct
{
int wi;
char c;
int tag;
int parent, lchild, rchild;
}huffmtype;
typedef char* encodetype[NN+1];
typedef struct
{
char c;
int times;
}codetype;
void PRINT()
{
PRINTLN;
printf("\t\t\t Huffman编/译码器\n");
printf("\t\t\t ====================\n");
printf("\t\t\t 1.编码 2.译码 3.退出\n\n");
printf("\t\t\t >>选择:");
}
FILE* OpenFile(char filename[20], char type[3])
{
FILE *fp = NULL;
if((fp = fopen(filename, type)) == NULL) exit(1);
return fp;
}
int ReadCode(codetype* code, FILE* fp)
{
char c;//保存某次从文件中读入字符-
int n = 1;//记录首次出现字符在数组中的下标-
int i;//循环变量-
int cnt = 1;
int tag;//标志某次读入字符是否为首次出现字符，tag=1表示是首次出现;tag=0表示本次读入字符为已有字符
while((c = fgetc(fp)) != EOF)//当文件没有结束时读入字符-
{
//从fp指向文件中读取字符，存入字符变量c中-
tag = 1;//假设本次读取字符为首次出现字符-
for(i = 1; i < n; i++)
{
if(c == code[i].c)//如果本次读入字符为存储在下标为i已有字符-
{
code[i].times++;//权值加1-
tag = 0;//标记本字符为已有字符-
break;//在已有数组元素中找到本次读入字符，结束for(;;)循环-
}
}
if(tag)//当本字符为首次出现字符时-
{
code[n].c = c;//把改字符存入n指向的数组单元中-
code[n].times = 1;//记字符出现次数为1-
n++;//n指向下一个数组地址-
}
}
return n - 1;//返回文件中字符集合的元素个数-
}
void InitHuffmanTree(huffmtype* huffmtree, int real_n, int real_m)//初始化-
{
int i;
for(i = real_n; i <= real_m; i++)
{
huffmtree[i].wi = 0;
huffmtree[i].c = 0;
huffmtree[i].tag = IN;
huffmtree[i].lchild = huffmtree[i].rchild = huffmtree[i].parent = 0;
}
}
void ReadDataWeight_Init(huffmtype* huffmtree, codetype* code, int real_n)//获取权值及数值域值-
{
int i;
for(i = 1; i <= real_n; i++)//-
{
huffmtree[i].wi = code[i].times;
huffmtree[i].c = code[i].c;
huffmtree[i].tag = IN;
huffmtree[i].lchild = huffmtree[i].rchild = huffmtree[i].parent = 0;
}
}
int LeastNode(huffmtype *huffmtree, int max_i)//找到最小权值节点地址-
{
int i;
int least_i;
int max = MAX_INT;
for(i = 1; i <= max_i; i++)//遍历1到max_i节点-
{
if(huffmtree[i].wi < max && huffmtree[i].tag == IN)//若节点权值比max小并且在森林中-
{
max = huffmtree[i].wi;//刷新max值-
least_i = i;//保存当前节点地址-
}
}
huffmtree[least_i].tag = OUT;//将最小权值节点从森林中移除-
return least_i;//返回最小节点地址
}
void Slect(huffmtype *huffmtree, int max_i, int *x1, int *x2)//找到权值最小的两个节点，并将其下标值保存在x1，x2中-
{
*x1 = LeastNode(huffmtree, max_i);//计算合法最下权值下标-
*x2 = LeastNode(huffmtree, max_i);//
}
void CreatHuffmanTree(huffmtype* huffmtree, int real_n, int real_m)//创建哈弗曼树-
{
int i;
int x1, x2;
for(i = real_n + 1; i <= real_m; i++)
{
Slect(huffmtree, i-1, &x1, &x2);//找到权值最小的两个节点，并将其下标值保存在x1，x2中-
huffmtree[i].wi = huffmtree[x1].wi + huffmtree[x2].wi;//计算双气节点权值-
huffmtree[x1].parent = huffmtree[x2].parent = i;//计算双亲节点地址-
huffmtree[i].lchild = x1; huffmtree[i].rchild = x2;//计算双亲节点左右孩子地址-
}
}
void Encode(huffmtype *huffmtree, encodetype encode, int real_n)//依据已创建的HuffmanTree对字符进行编码-
{
char *cd;
int i;
int start;
int c, p;
cd = (char*)malloc(real_n*sizeof(char));//cd用来存放某次运行时当前字符编码-
cd[real_n - 1] = '\0';//作为字符结束符-
for(i = 1; i <= real_n; i++)//对real_n个节点进行遍历-
{
start = real_n-1;
c = i;//c保存当前节点地址（下标）-
p = huffmtree[i].parent;//p保存当前节点双亲地址-
while(p)
{
start--;//计算编码的起始地址-
if(huffmtree[p].lchild == c)//若当前节点为其双亲的左孩子-
{
cd[start] = '0';//编码为0-
}
else//若为右孩子-
{
cd[start] = '1';//编码为1-
}
c = p;//节点前进-
p = huffmtree[p].parent;//计算前进后节点双亲节点地址-
}
encode[i] =(char*)malloc((real_n - start)*sizeof(char));//申请空间用于存放编码-
strcpy(encode[i], &cd[start]);//将本次编码存入encode数组中-
}
free(cd);//释放闲置存储空间-
}
void WriteToFile(FILE *fp, encodetype encode, codetype *code, int real_n, char *readfile)//将编码输出到文件
{
int i;
char cod[NN];
FILE *fp2;
char c;
int cnt = 1, j;
fp2 = fopen(readfile, "rt");
while((c = fgetc(fp2)) != EOF)
{
cod[cnt++] = c;
}
fclose(fp2);
for(i = 1; i < cnt; i++)
{
for(j = 1; j <=real_n; j++)
{
if(cod[i] == code[j].c)
{
break;
}
}
fprintf(fp, "%s", encode[j]);
}
fclose(fp);
}
int IsError(FILE *fp)//对打开文件进行出错判断-
{
if(!fp)
{
printf("\t\t\t ×打开文件错误\n");
printf("\t\t\t 任意键返回主菜单");
getch();
return 1;//文件打开失败-
}
return 0;//文件打开成功-
}
void GetFilename(char *filename, char type[13])//得到用户输入相关文件名
{
system("cls");
PRINTLN;
printf("\t\t\t %s:", type);
fflush(stdin);
gets(filename);
}
int PutIntoCode(codetype code[], huffmtype huffmtree[])//编码函数
{
encodetype encode;
FILE* fp;//文件类型指针-
int real_n;//用来存放字符集长度-
char readfile[20];//从readfile文件中读取字符，写入到writefile文件中-
GetFilename(readfile, "读取源文件");//从键盘读取文件名-
fp=OpenFile(readfile, "rt");//打开待编码文件-
if(IsError(fp))//判断是否正确打开文件-
{
return 0;//打开文件失败，返回主菜单-
}
real_n=ReadCode(code, fp);//从readfile文件读取字符，将字符集合元素存入code数组，将集合元素个数存入real_n-
fclose(fp);//关闭文件-
ReadDataWeight_Init(huffmtree, code, real_n);//初始化HuffmanTree中从1到real_n的元素-
InitHuffmanTree(huffmtree, real_n, 2*real_n-1);//初始化HuffmanTree中real_n到2*real_n的元素-
CreatHuffmanTree(huffmtree, real_n, 2 * real_n - 1);//创建HuffmanTree-
Encode(huffmtree, encode, real_n);//根据HuffmanTree对字符进行编码，编码结果保存到encode数组中-
fp = OpenFile("CodeFile.txt", "wb");//打开待写入文件-
WriteToFile(fp, encode, code, real_n, readfile);//将encode数组中元素写入到文件中-
fclose(fp);//关闭文件-
printf("\t\t\t 完成编码并保存至CodeFile.txt文件中");//打印完成编码信息-
getch();//等待用户输入任意键返回主菜单-
return real_n;
}
void Translate(codetype code[], huffmtype huffmtree[], int real_n)//译码函数
{
FILE *fp,*fp2;
int i, real_m;
char c;
char writefile[20];
GetFilename(writefile, "保存解码文件到");
fp = OpenFile("CodeFile.txt", "rb");
fp2 = OpenFile(writefile, "wt");
if(IsError(fp))
{
return;
}
i = real_m = 2*real_n - 1;
while((c = fgetc(fp)) != EOF)
{
if(c == '0')
{
i = huffmtree[i].lchild;
}
else
{
i = huffmtree[i].rchild;
}
if(huffmtree[i].lchild == 0)
{
fputc(code[i].c, fp2);
i = real_m;
}
}
fclose(fp);
fclose(fp2);
printf("\t\t\t 完成译码任务");
getch();
}
int main(void)
{
int choice;
int real_n = 0;
codetype code[NN];
huffmtype huffmtree[NN];
while(1)
{
system("cls");
PRINT();
scanf("%d",&choice);
switch(choice)
{
case 1 :
real_n = PutIntoCode(code, huffmtree);
break;//编码函数
case 2 :
if(real_n) Translate(code, huffmtree, real_n);break;//译码函数
case 3 :
exit(1);//退出程序
default :
printf("\t\t\t ★无效输入");
getch();
break;
}
}
return 0;
}
⑶ 我们有个数据结构的哈夫曼编码解码的课程设计，你能帮帮我吗
树和哈夫曼树实验报告
一．实验目的
练习树和哈夫曼树的有关操作，和各个算法程序，理解哈夫曼树的编码和译码
二．实验环境
Microsoft visual c++
三．实验问题描述
1. 问题描述：建立一棵用二叉链表方式存储的二叉树，并对其进行遍历（先序、中序和后序），打印输出遍历结果。
基本要求：从键盘接受输入先序序列，以二叉链表作为存储结构，建立二叉树（以先序来建立），并将此二叉树按照“树状形式”打印输出，然后对其进行遍历（先序、中序和后序），最后将遍历结果打印输出。在遍历算法中要求至少有一种遍历采用非递归方法。
测试数据：
ABCØØDEØGØØFØØØ（其中Ø表示空格字符）
输出结果为：
先序：ABCDEGF
先序：CBEGDFA
先序：CGEFDBA
2. 问题描述：利用哈夫曼编码进行通信可以大大提高信道利用率，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预先编码，在接受端将传来的数据进行译码（复原）。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/译码系统。试为这样的信息收发站写一个哈夫曼码的编/译码系统。
基本要求：(至少完成功能1-2）
一个完整的系统应具有以下功能：
I：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，建立哈夫曼树，并将它存于文件hfmTree中。
基本要求：
E：编码（Encoding）。利用已建好的哈夫曼树（如不在内存，则从文件hfmTree中读入），对文件ToBeTran中的正文进行编码，然后将结果存入文件CodeFile中。
D：译码（Decoding )。利用已建好的哈夫曼树将文件CodeFile中的代码进行译码，结果存入文件TextFile中。
P：印代码文件（Print）。将文件CodeFile以紧凑格式显示在终端上，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。
T：印哈夫曼树（TreePrinting）。将已在内存中的哈夫曼树以直观的方式（树或凹入表形式）显示在终端上，同时将此字符形式的哈夫曼树写入文件TreePrint中。
测试数据：
设权值w=（5，29，7，8，14，23，3，11），n=8。
按照字符‘0’或‘1’确定找左孩子或右孩子，则权值对应的编码为：
5：0001，29：11，7：1110，8：1111
14：110，23：01，3：0000，11：001
用下表给出的字符集和频度的实际统计数据建立哈夫曼树，并实现以下报文的编码和译码：“THIS PROGRAM IS MY FAVORITE”。
四．实验主要程序流
实验题目一主要程序：
1．
void CreatBiTree(BitTree *bt)//用扩展先序遍历序列创建二叉树，如果是#当前树根置为空，否则申请一个新节点//
{
char ch;
ch=getchar();
if(ch=='.')*bt=NULL;
else
{
*bt=(BitTree)malloc(sizeof(BitNode));
(*bt)->data=ch;
CreatBiTree(&((*bt)->LChild));
CreatBiTree(&((*bt)->RChild));
}
}
2．void Visit(char ch)//访问根节点
{
printf("%c ",ch);
}
3．
void PreOrder(BitTree root)
{
if (root!=NULL)
{
Visit(root ->data);
PreOrder(root ->LChild);
PreOrder(root ->RChild);
}
}
4． void InOrder(BitTree root)
{
if (root!=NULL)
{
InOrder(root ->LChild);
Visit(root ->data);
InOrder(root ->RChild);
}
}
5．int PostTreeDepth(BitTree bt) //后序遍历求二叉树的高度递归算法//
{
int hl,hr,max;
if(bt!=NULL)
{
hl=PostTreeDepth(bt->LChild); //求左子树的深度
hr=PostTreeDepth(bt->RChild); //求右子树的深度
max=hl>hr?hl:hr; //得到左、右子树深度较大者
return(max+1); //返回树的深度
}
else return(0); //如果是空树，则返回0
}
6．void PrintTree(BitTree Boot,int nLayer) //按竖向树状打印的二叉树 //
{
int i;
if(Boot==NULL) return;
PrintTree(Boot->RChild,nLayer+1);
for(i=0;i<nLayer;i++)
printf(" ");
printf("%c\n",Boot->data);
PrintTree(Boot->LChild,nLayer+1);
}
7．void main()
{
BitTree T;
int h;
int layer;
int treeleaf;
layer=0;
printf("请输入二叉树中的元素(以扩展先序遍历序列输入,其中.代表空子树):\n");
CreatBiTree(&T);
printf("先序遍历序列为:");
PreOrder(T);
printf("\n中序遍历序列为:");
InOrder(T);
printf("\n后序遍历序列为:");
PostOrder(T);
h=PostTreeDepth(T);
printf("\此二叉树的深度为:%d\n",h);
printf("此二叉树的横向显示为：\n");
PrintTree(T,layer);
}
实验二主要程序流：
1．int main(){
HuffmanTree huftree;
char Choose;
while(1){
cout<<"\n**********************欢迎使用哈夫曼编码/译码系统**********************\n";
cout<<"*您可以进行以下操作: *\n";
cout<<"*1.建立哈夫曼树 *\n";
cout<<"*2.编码(源文已在文件ToBeTra中，或键盘输入) *\n";
cout<<"* 3.译码(码文已在文件CodeFile中) *\n";
cout<<"* 4.显示码文 *\n";
cout<<"* 5.显示哈夫曼树 *\n";
cout<<"* 6.退出 *\n"; cout<<"***********************************************************************\n";
cout<<"请选择一个操作:";
cin>>Choose;
switch(Choose)
{
case '1':
huftree.CreateHuffmanTree();
break;
case '2':
huftree.Encoder();
break;
case '3':
huftree.Decoder();
break;
case '4':
huftree.PrintCodeFile();
break;
case '5':
huftree.PrintHuffmanTree();
break;
case '6':
cout<<"\n**********************感谢使用本系统!*******************\n\n";
system("pause");
return 0;
}//switch
}//while
}//main
2．// 建立哈夫曼树函数
// 函数功能：建立哈夫曼树（调用键盘建立哈夫曼树或调用从文件建立哈夫曼树的函数）
void HuffmanTree::CreateHuffmanTree()
{char Choose;
cout<<"你要从文件中读入哈夫曼树(按1)，还是从键盘输入哈夫曼树(按2)？";
cin>>Choose;
if(Choose=='2') { //键盘输入建立哈夫曼树 CreateHuffmanTreeFromKeyboard();
}//choose=='2'
else { //从哈夫曼树文件hfmTree.dat中读入信息并建立哈夫曼树
CreateHuffmanTreeFromFile();
}
}
3. // 从键盘建立哈夫曼树函数
// 函数功能：从键盘建立哈夫曼树
//函数参数：无
//参数返回值：无
void HuffmanTree::CreateHuffmanTreeFromKeyboard(){
int Num;
cout<<"\n请输入源码字符集个数：";
cin>>Num;
if (Num<=1) {
cout<<"无法建立少于2个叶子结点的哈夫曼树。\n\n";
return;
}
LeafNum=Num;
Node=new HuffmanNode[2*Num-1];
for(int i=0;i<Num;i++) {//读入哈夫曼树的叶子结点信息
cout<<"请输入第"<<i+1<<"个字符值";
getchar();
Node[i].sourcecode=getchar(); //源文的字符存入字符数组Info[]
getchar();
cout<<"请输入该字符的权值或频度";
cin>>Node[i].weight; //源文的字符权重存入Node[].weight
Node[i].parent=-1;
Node[i].lchild=-1;
Node[i].rchild=-1;
Node[i].code="\0";
}
for(int j=Num;j<2*Num-1;j++) {//循环建立哈夫曼树内部结点
int pos1,pos2;
int max1,max2;
pos2=pos1=j;
max2=max1=numeric_limits<int>::max( );
//在所有子树的根结点中，选权重最小的两个根结点，pos1最后应指向权重最小的根结点的下标
//pos2最后应指向权重第二小的根结点的下标
//max1存放当前找到的权重最小的根结点的权重
//max2存放当前找到的权重第二小的根结点的权重
for(int k=j-1;k>=0;k--) {
if (Node[k].parent==-1){//如果是某棵子树的根结点
if (Node[k].weight<max1){ //发现比当前最大值还大的权重
max2=max1;
max1=Node[k].weight;
pos2=pos1;
pos1=k;
}
else
if(Node[k].weight<max2){ //发现比当前次大值还大的次大权重
max2=Node[k].weight;
pos2=k;
}
}//if (Node[j].parent==-1)
} //for
//在下标i处新构造一个哈夫曼树的内部结点，其左、右孩子就是以上pos1、pos2所指向的结点
Node[pos1].parent=j;
Node[pos2].parent=j;
Node[j].lchild=pos1;
Node[j].rchild=pos2;
Node[j].parent=-1;
Node[j].weight=Node[pos1].weight+Node[pos2].weight;
} //for
//产生所有叶子结点中字符的编码
for (int m=0;m<Num;m++) {
//产生Node[i].sourcecode的编码，存入Node[i].code中
int j=m;
int j1;
while(Node[j].parent!=-1) { //从叶结点开始往根结点走，每往上走一层，就产生一位编码存入code[]
j1=Node[j].parent;
if(Node[j1].lchild==j)
Node[m].code.insert(0,"0");
else
Node[m].code.insert(0,"1");
j=j1; }}
cout<<"哈夫曼树已成功构造完成。\n";
//把建立好的哈夫曼树写入文件hfmTree.dat
char ch;
cout<<"是否要替换原来的哈夫曼树文件(Y/N):";
cin>>ch;
if (ch!='y'&&ch!='Y') return;
ofstream fop;
fop.open("hfmTree.dat",ios::out|ios::binary|ios::trunc); //打开文件
if(fop.fail()) {
cout<<"\n哈夫曼树文件打开失败，无法将哈夫曼树写入hfmTree.dat文件。\n";
return;
}
fop.write((char*)&Num,sizeof(Num)); //先写入哈夫曼树的叶子结点个数
for(int n=0;n<2*Num-1;n++) { //最后写入哈夫曼树的各个结点（存储在Node[]中）
fop.write((char*)&Node[n],sizeof(Node[n]));
flush(cout); }
fop.close(); //关闭文件
cout<<"\n哈夫曼树已成功写入hfmTree.dat文件。\n";}
4. // 从文件建立哈夫曼树函数
// 函数功能：从文件建立哈夫曼树
//函数参数：无
//参数返回值：无
void HuffmanTree::CreateHuffmanTreeFromFile(){
ifstream fip;
fip.open("hfmTree.dat",ios::binary|ios::in);
if(fip.fail()) {
cout<<"哈夫曼树文件hfmTree.dat打开失败，无法建立哈夫曼树。\n";
return;
}
fip.read((char*)&LeafNum,sizeof(LeafNum));
if (LeafNum<=1) {
cout<<"哈夫曼树文件中的数据有误，叶子结点个数少于2个，无法建立哈夫曼树。\n";
fip.close();
return;
}
Node=new HuffmanNode[2*LeafNum-1];
for(int i=0;i<2*LeafNum-1;i++)
fip.read((char*)&Node[i],sizeof(Node[i]));
fip.close();
cout<<"哈夫曼树已从文件成功构造完成。\n";
}
5. // 编码函数
// 函数功能：为哈夫曼树编码
//函数参数：无
//参数返回值：无
void HuffmanTree::Encoder()
{
if(Node==NULL) { //内存没有哈夫曼树，则从哈夫曼树文件hfmTree.dat中读入信息并建立哈夫曼树
CreateHuffmanTreeFromFile();
if (LeafNum<=1) {
cout<<"内存无哈夫曼树。操作撤销。\n\n";
return;
}
}//if
char *SourceText; //字符串数组，用于存放源文
//让用户选择源文是从键盘输入，还是从源文文件ToBeTran.txt中读入
char Choose;
cout<<"你要从文件中读入源文(按1)，还是从键盘输入源文(按2)？";
cin>>Choose;
if(Choose=='1') {
ifstream fip1("ToBeTran.txt");
if(fip1.fail()) {
cout<<"源文文件打开失败!无法继续执行。\n";
return;
}
char ch;
int k=0;
while(fip1.get(ch)) k++; //第一次读文件只统计文件中有多少个字符，将字符数存入k
fip1.close();
SourceText=new char[k+1]; //申请存放源文的字符数组空间
ifstream fip2("ToBeTran.txt"); //第二次读源文文件，把内容写入SourceText[]
k=0;
while(fip2.get(ch)) SourceText[k++]=ch;
fip2.close();
SourceText[k]='\0';
}
else { //从键盘输入源文
string SourceBuff;
cin.ignore();
cout<<"请输入需要编码的源文(可输入任意长，按回车键结束):\n";
getline(cin,SourceBuff,'\n');
int k=0;
while(SourceBuff[k]!='\0')
k++;
SourceText=new char[k+1];
k=0;
while(SourceBuff[k]!='\0') {
SourceText[k]=SourceBuff[k];
k++;
}
SourceText[k]='\0';
}
cout<<"需编码的源文为：";
cout<<SourceText<<endl;
//开始译码
ofstream fop("CodeFile.dat",ios::trunc); //打开码文存放文件
int k=0;
while(SourceText[k]!='\0') //源文串中从第一个字符开始逐个编码
{
int i;
for(i=0;i<LeafNum;i++){ //找到当前要编码的源文的字符在哈夫曼树Node[]中的下标
if(Node[i].sourcecode==SourceText[k]) { //将对应编码写入码文文件
fop<<Node[i].code;
break;
};
}
if (i>=LeafNum) {
cout<<"源文中存在不可编码的字符。无法继续执行。\n"<<endl;
fop.close();
return;
}
k++; //源文串中的字符后移一个
}
fop.close();
cout<<"已完成编码，码文已写入文件CodeFile.dat中。\n\n";
}
6. // 译码函数
// 函数功能：对哈夫曼树进行译码
//函数参数：无
//参数返回值：无
void HuffmanTree::Decoder()
{//如果内存没有哈夫曼树，则从哈夫曼树文件hfmTree.dat中读入信息并建立哈夫曼树
if(Node==NULL)
{
CreateHuffmanTreeFromFile();
if (LeafNum<=1) {
cout<<"内存无哈夫曼树。操作撤销。\n\n";
return;
}
}
//将码文从文件CodeFile.dat中读入 CodeStr[]
ifstream fip1("CodeFile.dat");
if(fip1.fail()) {
cout<<"没有码文，无法译码。\n";
return;
}
char* CodeStr;
int k=0;
char ch;
while(fip1.get(ch)){
k++;
}
fip1.close();
CodeStr=new char[k+1];
ifstream fip2("CodeFile.dat");
k=0;
while(fip2.get(ch))
CodeStr[k++]=ch;
fip2.close();
CodeStr[k]='\0';
cout<<"经译码得到的源文为：";
ofstream fop("TextFile.dat");
int j=LeafNum*2-1-1; //j指向哈夫曼树的根
int i=0; //码文从第一个符号开始，顺着哈夫曼树由根下行，按码文的当前符号决定下行到左孩子还是右孩子
while(CodeStr[i]!='\0') { //下行到哈夫曼树的叶子结点处，则译出叶子结点对应的源文字符
if(CodeStr[i]=='0')
j=Node[j].lchild;
else
j=Node[j].rchild;
if(Node[j].rchild==-1) { //因为哈夫曼树没有度为1的结点，所以此条件等同于Node[j]为叶结点
cout<<Node[j].sourcecode; //屏幕输出译出的一个源文字符
fop<<Node[j].sourcecode;
j=LeafNum*2-1-1; //j再指向哈夫曼树的根
}
i++;
}
fop.close();
cout<<"\n译码成功且已存到文件TextFile.dat中。\n\n";
}
7. // 输出码文函数
// 函数功能：从文件中输出哈夫曼树的码文
//函数参数：无
//参数返回值：无
void HuffmanTree::PrintCodeFile()
{
char ch;
int i=1;
ifstream fip("CodeFile.dat");
ofstream fop("CodePrin.dat");
if(fip.fail())
{
cout<<"没有码文文件，无法显示码文文件内容。\n";
return;
}
while(fip.get(ch))
{cout<<ch;
fop<<ch;
if(i==50)
{
cout<<endl;
fop<<endl;
i=0;
}
i++;
}
cout<<endl;
fop<<endl;
fip.close();
fop.close();
}
8. // 输出函数
// 函数功能：从内存或文件中直接输出哈夫曼树
//函数参数：无
//参数返回值：无
void HuffmanTree::PrintHuffmanTree()
{
//如果内存没有哈夫曼树，则从哈夫曼树文件hfmTree.dat中读入信息并建立哈夫曼树
if(Node==NULL)
{
CreateHuffmanTreeFromFile();
if (LeafNum<=1) {
cout<<"内存无哈夫曼树。操作撤销。\n\n";
return; }}
ofstream fop("TreePrint.dat",ios_base::trunc);
fop.close();
PrintHuffmanTree_aoru(2*LeafNum-1-1);
return;
}
⑷ 哈夫曼编、译码器
这个是我课程设计弄的，也是哈弗曼编码译码器
#include<iostream>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
using namespace std;
typedef struct{
int weight;
int parent,lchild,rchild;
int asc;
}HTNode,*HuffmanTree; //定义赫夫曼存储结构
struct node{
int ASCII;
int n;
};
struct node a[127];
struct node w[127];
//一些全局变量
int count;
HTNode H_T[250];
char ** HC;
char filename[20];
//函数声明
void menu1(); //菜单1
HuffmanTree HeapSort(HuffmanTree HT,int length); //堆排序
void MinHeapify(HuffmanTree HT, int k,int len); //调整成一个小顶堆
void buildMinHeap(HuffmanTree HT,int len); //建一个小顶堆
void swap(HTNode &t1,HTNode &t2); //交换两结构体
void savefile(); //把输入的英文文章保存到文件
void loadfile(); //从文件中读取文章
HuffmanTree CreateHuffman(HuffmanTree &HT,struct node *w,int n); //建立赫夫曼数并存入文件
void BianMa(HuffmanTree HT,int n ); //字符编码
void BianMa_all(HuffmanTree HT,char**HC,char *filename); //整篇文章编码
int loadfile2(); //从文件读入文章
void JieMa(); //解码
//主函数
int main()
{
char s;
while(s!='0')
{
system("cls");
cout<<"\n\n\n";
cout<<"\t\t\t\t赫夫曼编码/译码器"<<endl<<endl<<endl<<endl<<endl;
cout<<"\t\t\t\t 1.编码"<<endl<<endl<<endl<<endl;
cout<<"\t\t\t\t 2.译码"<<endl<<endl<<endl<<endl;
cout<<"\t\t\t\t 0.退出"<<endl<<endl<<endl<<endl;
cout<<"\t请输入0—2进行选择，按回车确认";
cin>>s;
switch(s)
{
case '1': menu1(); break;
case '2':
{
system("cls");
JieMa();
system("pause");
break;
}
}
}
}
//菜单1
void menu1(){
char s;
int i;
int a;
char c;
char fpname[20]="article.txt";
HuffmanTree HT;
while(s!='0'){
system("cls");
cout<<"\n\t\t\t\t编码界面";
cout<<"\n\n\n\t\t\t\t1.输入英文文章"<<endl;
cout<<"\n\n\t\t\t\t2.从文件中读入文章"<<endl;
cout<<"\n\n\t\t\t\t0.返回上一层"<<endl;
cout<<"\n\t请输入0—2进行选择，按回车确认";
cin>>s;
switch(s){
case'1':
system("cls");
savefile();
loadfile();
CreateHuffman(HT,w,count);
BianMa(HT,count);
BianMa_all(HT,HC,fpname);
system("cls");
cout<<"出现字符种类共计：";
cout<<count<<endl;
for(i=1;i<=count;i++)
{ a=HT[i].asc;
c=(char)a;
cout<<"________________________________________________________________________________"<<endl;
cout<<"\t\t\t字符：";
cout<<c<<endl;
cout<<"\t\t\tASCII码：";
cout<<a<<endl;
cout<<"\t\t\t频数：";
cout<<HT[i].weight<<endl;
cout<<"\t\t\t赫夫曼编码：";
cout<<HC[i]<<endl;
}
cout<<"________________________________________________________________________________";
cout<<"\n\t\t整篇文章的编码已存入文件“赫夫曼编码.txt”"<<endl;
system("pause");
break;
case'2':
system("cls");
if(loadfile2())
{ system("pause");
return;}
CreateHuffman(HT,w,count);
BianMa(HT,count);
BianMa_all(HT,HC,filename);
system("cls");
cout<<"出现字符种类共计：";
cout<<count<<endl;
for(i=1;i<=count;i++)
{ a=HT[i].asc;
c=(char)a;
cout<<"________________________________________________________________________________"<<endl;
cout<<"\t\t\t字符：";
cout<<c<<endl;
cout<<"\t\t\tASCII码：";
cout<<a<<endl;
cout<<"\t\t\t频数：";
cout<<HT[i].weight<<endl;
cout<<"\t\t\t赫夫曼编码：";
cout<<HC[i]<<endl;
}
cout<<"________________________________________________________________________________";
cout<<"\n\t\t整篇文章的编码已存入文件“赫夫曼编码.txt”"<<endl;
system("pause");
break;
}
}
}
//交换结构体
void swap(HTNode &t1,HTNode &t2)
{
HTNode m;
m = t1;
t1 = t2;
t2 = m;
}
//从键盘输入文章并保存
void savefile(){
FILE *fp;
char article;
if((fp=fopen("article.txt","w"))==NULL){
printf("打开文件不成功！");
exit(0);
}
cout<<"请输入英文文章,以#结束:";
getchar();
article=getchar();
while(article!='#'){
fputc(article,fp);
article=getchar();
}
fclose(fp);
}
//从文件读取文章，并统计字符出现频数
void loadfile(){
FILE *fp;
char ch;
int i,k,j=0;
count=0;
for(i=0;i<=127;i++) //把所有字符的ascii码存在数组
{ a[i].ASCII=i;
a[i].n=0;
}
if((fp=fopen("article.txt","r"))==NULL){
printf("打开文件不成功！");
exit(0);
}
ch=fgetc(fp);
k=(int)ch;
a[k].n++;
while(!feof(fp)){
ch=fgetc(fp);
k=(int)ch;
a[k].n++;
}
fclose(fp);
for(i=0;i<=127;i++) //统计字符种类总数
{
ch=(char)i;
if(a[i].n){
count++;
}
}
for(i=0;i<=127;i++)
{
for(;j<count;)
{
if(a[i].n)
{
w[j].n=a[i].n;
w[j].ASCII=a[i].ASCII;
j++;
break;
}
else break;
}
}
}
//调整为小顶堆
void MinHeapify(HuffmanTree HT, int k,int len)
{
int left=k*2;
int right=k*2+1;
int large;
int l=len;
large = k;
if (left<=l&&HT[left].weight<HT[large].weight)
large = left;
if (right<=l&& HT[right].weight<HT[large].weight)
large=right;
if (large!=k)
{
swap(HT[k],HT[large]);
MinHeapify(HT,large,l);
}
}
//建立小顶堆
void buildMinHeap(HuffmanTree HT,int len)
{
int i;
for (i=len/2;i>=1;i--)
{
MinHeapify(HT,i,len);
}
}
//堆排序
HuffmanTree HeapSort(HuffmanTree HT,int length)
{
int i;
int l=length;
buildMinHeap(HT,length);
for (i=length;i>= 2;i--)
{
swap(HT[1],HT[i]);
length--;
MinHeapify(HT,1,length);
}
return HT;
}
//建立赫夫曼数
HuffmanTree CreateHuffman(HuffmanTree &HT,struct node *w,int n)
{
int i,m,s1,s2,k1,k2,j,x,a;
FILE *fp,*fp2;
if(n<=1) return HT;
m=2*n-1;
HT=(HuffmanTree)malloc((m+1)*sizeof(HTNode));//0不用
for(i=1,j=0;i<=n;i++,j++)
{ HT[i].asc=w[j].ASCII;
HT[i].weight=w[j].n;
HT[i].parent=0;
HT[i].lchild=0;
HT[i].rchild=0;
}
for(;i<=m;i++)
{ a=250+i;
HT[i].asc=a;//父亲节点的asc可以是大于127的任意值
HT[i].weight=0;
HT[i].parent=0;
HT[i].lchild=0;
HT[i].rchild=0;
}
for(i=1;i<=n;i++){
H_T[i].asc=HT[i].asc;
H_T[i].parent=HT[i].parent;
H_T[i].lchild=HT[i].lchild;
H_T[i].rchild=HT[i].rchild;
H_T[i].weight=HT[i].weight;
}
for(i=n+1,x=n;i<=m;i++,x--)
{
HeapSort(H_T,x);
k1=H_T[x].asc;
k2=H_T[x-1].asc;
for(j=1;j<=127;j++)
{
if(HT[j].asc==k1)
}
for(j=1;j<=127;j++)
{
if(HT[j].asc==k2)
}
HT[s2].parent=i;
HT[s1].parent=i;
HT[i].lchild=s1;
HT[i].rchild=s2;
HT[i].weight=HT[s1].weight+HT[s2].weight;
H_T[x-1].asc=HT[i].asc;
H_T[x-1].lchild=HT[i].lchild;
H_T[x-1].parent=HT[i].parent;
H_T[x-1].rchild=HT[i].rchild;
H_T[x-1].weight=HT[i].weight;
}
if((fp2=fopen("count.txt","w"))==NULL) //保存赫夫曼树
{
cout<<"文件打开不成功！"<<endl;
exit(0);
}
fputc(count,fp2);
if((fp=fopen("HuffmanTree.dat","wb"))==NULL)
{ cout<<"文件打开不成功！"<<endl;
exit(0);
}
for(i=1;i<=(2*count-1);i++){
fwrite(&HT[i],sizeof(HTNode),1,fp);
}
fclose(fp);
fclose(fp2);
return HT;
}
//逆向编码
void BianMa(HuffmanTree HT,int n){
char *cd,temp;
int c,f,i,j,len,p,q;
cd=(char *)malloc(n*sizeof(char));
HC=(char * *)malloc(n*sizeof(char*));
for(i=1;i<=n;i++){
for(c=i,f=HT[i].parent,j=0;f!=0;c=f,f=HT[f].parent,j++)
{ if(HT[f].lchild==c) cd[j]='0';
else cd[j]='1';
if(HT[f].parent==0)
cd[j+1]='\0';
}
len=strlen(cd);
for(p=0,q=len-1;p<=q;p++,q--)
{
temp=cd[q];
cd[q]=cd[p];
cd[p]=temp;
}
cd[len]='\0';
HC[i]=(char*)malloc((len+10)*sizeof(char));
strcpy(HC[i],cd);
}
}
//整篇文章编码，并存入文件
void BianMa_all(HuffmanTree HT,char**HC,char *filename){
char ch;
int k,i;
FILE *fp,*fp2;
char code[100];
if((fp=fopen(filename,"r"))==NULL){
printf("打开文件不成功！");
exit(0);
}
if((fp2=fopen("赫夫曼编码.txt","w"))==NULL){
printf("打开文件不成功！");
exit(0);
}
ch=fgetc(fp);
k=(int)ch;
while(!feof(fp))
{
for(i=1;i<=count;i++)
{
if(k==HT[i].asc)
strcpy(code,HC[i]);
}
fputs(code,fp2);
ch=fgetc(fp);
k=(int)ch;
}
fclose(fp);
fclose(fp2);
}
void JieMa(){
int i,k,a,t,n=0;
FILE *fp1,*fp2,*fp3;
char ch,c;
HuffmanTree ht;
if((fp3=fopen("count.txt","r"))==NULL) //从文件读出字符总数
{
printf("打开文件不成功！");
exit(0);
}
n=fgetc(fp3);
ht=(HuffmanTree)malloc(2*n*sizeof(HTNode));
if((fp1=fopen("赫夫曼编码.txt","r"))==NULL)
{
printf("打开文件不成功！");
exit(0);
}
if((fp2=fopen("HuffmanTree.dat","rb"))==NULL)
{ cout<<"文件打开不成功！"<<endl;
exit(0);
}
for(i=1;i<=2*n-1;i++)
fread(&ht[i],sizeof(HTNode),1,fp2);
for(i=1;i<=2*n-1;i++)
{
if(ht[i].parent==0)
}
ch=fgetc(fp1);
while(!feof(fp1)){
if(ch=='0')
{
k=ht[k].lchild;
if(ht[k].lchild==0)
{a=ht[k].asc;
c=(char)a;
printf("%c",c);;
k=t;
}
}
if(ch=='1')
{
k=ht[k].rchild;
if(ht[k].lchild==0)
{ a=ht[k].asc;
c=(char)a;
printf("%c",c);
k=t;
}
}
ch=fgetc(fp1);
}
fclose(fp1);
fclose(fp2);
}
//读取文件中的文章，可自己选择文件
int loadfile2(){
FILE *fp;
char ch;
int i,k,j=0;
count=0;
for(i=0;i<=127;i++)
{ a[i].ASCII=i;
a[i].n=0;
}
cout<<"\n\n\n\t\t\t请输入你要打开的文件名：";
cin>>filename;
if((fp=fopen(filename,"r"))==NULL){
printf("打开文件不成功！");
return 1;
}
ch=fgetc(fp);
k=(int)ch;
a[k].n++;
while(!feof(fp)){
ch=fgetc(fp);
k=(int)ch;
a[k].n++;
}
fclose(fp);
for(i=0;i<=127;i++){
ch=(char)i;
if(a[i].n){
count++;
}
}
for(i=0;i<=127;i++)
{
for(;j<count;)
{
if(a[i].n)
{
w[j].n=a[i].n;
w[j].ASCII=a[i].ASCII;
j++;
break;
}
else break;
}
}
return 0;
}
⑸ 用c语言完成：1.哈夫曼编码/译码器2.内部排序算法的性能分析
我把网上的程序修改了一下，并整合了，你看看
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
#define M 50
#define MAX 100000;
typedef struct
{
int weight;//结点权值
int parent,lchild,rchild;
}HTNODE,*HUFFMANTREE;
typedef char** HUFFMANCODE;//动态分配数组存储哈夫曼编码表
typedef struct
{
int key; /*关键字*/
}RecordNode; /*排序节点的类型*/
typedef struct
{
RecordNode *record;
int n; /*排序对象的大小*/
}SortObject; //待排序序列
HUFFMANTREE huffmantree(int n,int weight[])//构建哈夫曼树
{
int m1,m2,k;
int i,j,x1,x2;
HUFFMANTREE ht;
ht=(HUFFMANTREE)malloc((2*n)*sizeof(HTNODE));
for(i=1;i<(2*n);i++)//初始化哈夫曼树中各结点的数据，没初始值的赋值为0
{
ht[i].parent=ht[i].lchild=ht[i].rchild=0;
if(i<=n)
ht[i].weight=weight[i];
else
ht[i].weight=0;
}
for(i=1;i<n;i++)//每一重循环从森林中选择最小的两棵树组建成一颗新树
{
m1=m2=MAX;
x1=x2=0;
for(j=1;j<(n+i);j++)
{
if((ht[j].weight<m1)&&(ht[j].parent==0))
{
m2=m1;
x2=x1;
m1=ht[j].weight;
x1=j;
}
else if((ht[j].weight<m2)&&(ht[j].parent==0))
{
m2=ht[j].weight;
x2=j;
}
}
k=n+i;
ht[x1].parent=ht[x2].parent=k;
ht[k].weight=m1+m2;
ht[k].lchild=x1;
ht[k].rchild=x2;
}
return ht;
}
void huffmancoding(int n,HUFFMANCODE hc,HUFFMANTREE ht,char str[])
{
int i,start,child,father;
char *cd;
hc=(HUFFMANCODE)malloc((n+1)*sizeof(char*));//分配n个字符编码的头指针
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)//逐个字符求哈夫曼编码
{
start=n-1;
for(child=i,father=ht[i].parent;father!=0;child=father,father=ht[father].parent)/*从叶子结点到根结点求逆向编码*/
if(ht[father].lchild==child)
cd[--start]='0';
else
cd[--start]='1';
hc[i]=(char*)malloc((n-start)*sizeof(char));//为i个字符编码分配空间
strcpy(hc[i],&cd[start]);//从cd复制哈夫曼编码串到hc
}
free(cd);//释放工作空间
for(i=1;i<=n;++i)
{
printf("\n%c的编码:",str[i]);
printf("%s\n",hc[i]);
}
}
void huffman()
{
int i,j,k,m,n;
char str[50];
int weight[50];
HUFFMANCODE hc=NULL;
HUFFMANTREE ht;
fflush(stdin);
printf("\n请输入字符(一次性连续输入所求的字符):");/*如:abcjhjg不要输成ab cj hig,即字符间不加空格*/
gets(str);
for(j=0;j<50;j++)
{
if(str[j]=='\0')
break;
}
n=j;
for(j=n;j>0;j--)
str[j]=str[j-1];
str[n+1]='\0';
for(k=0;k<n;k++)
{
printf("\n请输入%c的权值:",str[k+1]);
scanf("%d",&weight[k]);
}
for(k=n;k>0;k--)
weight[k]=weight[k-1];
weight[0]=0;
ht=huffmantree(n,weight);
huffmancoding(n,hc,ht,str);
}
void InsertSort(SortObject *p,unsigned long *compare,unsigned long *exchange)
{
int i,j,k;
RecordNode temp;
SortObject *pvector;
fflush(stdin);
if((pvector=(SortObject *)malloc(sizeof(SortObject)))==NULL)
{
printf("OverFollow!");
getchar();
exit(1);
}
k=pvector->n;
pvector->record=(RecordNode *)malloc(sizeof(RecordNode)*k);
for(i=0;i<p->n;i++)/* 复制数组*/
pvector->record[i]=p->record[i];
pvector->n=p->n;
*compare=0;
*exchange=0;
for(i=1;i<pvector->n;i++)
{
temp=pvector->record[i];
(*exchange)++;
j=i-1;
while((temp.key<pvector->record[j].key)&&(j>=0))
{
(*compare)++;
(*exchange)++;
pvector->record[j+1]=pvector->record[j];
j--;
}
if(j!=(i-1))
{
pvector->record[j+1]=temp;
(*exchange)++;
}
}
free(pvector);
}
void SelectSort(SortObject *p,unsigned long *compare,unsigned long *exchange)
{
int i,j,k;
RecordNode temp;
SortObject *pvector;
if((pvector=(SortObject *)malloc(sizeof(SortObject)))==NULL)
{
printf("OverFollow!");
getchar();
exit(1);
}
k=pvector->n;
pvector->record=(RecordNode *)malloc(sizeof(RecordNode)*k);
for(i=0;i<p->n;i++)/*复制数组*/
pvector->record[i]=p->record[i];
pvector->n=p->n;
*compare=0;
*exchange=0;
for(i=0;i<pvector->n-1;i++)
{
k=i;
for(j=i+1;j<pvector->n;j++)
{
(*compare)++;
if(pvector->record[j].key<pvector->record[k].key)
k=j;
}
if(k!=i)
{
temp=pvector->record[i];
pvector->record[i]=pvector->record[k];
pvector->record[k]=temp;
( *exchange)+=3;
}
}
free(pvector);
}
void BubbleSort(SortObject *p,unsigned long *compare,unsigned long *exchange)
{
int i,j,noswap,k;
RecordNode temp;
SortObject *pvector;
if((pvector=(SortObject *)malloc(sizeof(SortObject)))==NULL)
{
printf("OverFollow!");
getchar();
exit(1);
}
k=pvector->n;
pvector->record=(RecordNode *)malloc(sizeof(RecordNode)*k);
for(i=0;i<p->n;i++)/* 复制数组*/
pvector->record[i]=p->record[i];
pvector->n=p->n;
*compare=0;
*exchange=0;
for(i=0;i<pvector->n-1;i++)
{
noswap=1;
for(j=0;j<pvector->n-i-1;j++)
{
(*compare)++;
if(pvector->record[j+1].key<pvector->record[j].key)
{
temp=pvector->record[j];
pvector->record[j]=pvector->record[j+1];
pvector->record[j+1]=temp;
(*exchange)+=3;
noswap=0;
}
}
if(noswap) break;
}
free(pvector);
}
void ShellSort(SortObject *p,int d,unsigned long *compare,unsigned long *exchange)
{
int i,j,increment,k;
RecordNode temp;
SortObject *pvector;
if((pvector=(SortObject*)malloc(sizeof(SortObject)))==NULL)
{
printf("OverFollow!");
getchar();
exit(1);
}
k=pvector->n;
pvector->record=(RecordNode *)malloc(sizeof(RecordNode)*k);
for(i=0;i<p->n;i++)/* 复制数组*/
pvector->record[i]=p->record[i];
pvector->n=p->n;
*compare=0;
*exchange=0;
for(increment=d;increment>0;increment/=2)
{
for(i=increment;i<pvector->n;i++)
{
temp=pvector->record[i];
(*exchange)++;
j=i-increment;
while(j>=0&&temp.key<pvector->record[j].key)
{
(*compare)++;
pvector->record[j+increment]=pvector->record[j];
(*exchange)++;
j-=increment;
}
pvector->record[j+increment]=temp;
(*exchange)++;
}
}
free(pvector);
}
void QuickSort(SortObject *pvector,int left,int right,unsigned long *compare,unsigned long *exchange)
{
int i,j;
RecordNode temp;
if(left>=right)
return;
i=left;
j=right;
temp=pvector->record[i];
(*exchange)++;
while(i!=j)
{
while((pvector->record[j].key>=temp.key)&&(j>i))
{
(*compare)++;
j--;
}
if(i<j)
{
pvector->record[i++]=pvector->record[j];
(*exchange)++;
}
while((pvector->record[i].key<=temp.key)&&(j>i))
{
(*compare)++;
i++;
}
if(i<j)
{
pvector->record[j--]=pvector->record[i];
(*exchange)++;
}
}
pvector->record[i]=temp;
(*exchange)++;
QuickSort(pvector,left,i-1,compare,exchange);
QuickSort(pvector,i+1,right,compare,exchange);
}
void SortMethod(void)
{
int i,j,k,l;
unsigned long num[5][10]={0};
unsigned long sum[10]={0};
SortObject *pvector;
fflush(stdin);
printf("请输入待排序的随机数个数：\n");
scanf("%d",&k);
pvector=(SortObject *)malloc(sizeof(SortObject));
for(j=0;j<5;j++)
{
pvector->record=(RecordNode *)malloc(sizeof(RecordNode)*k);
for(i=0;i<k;i++)
pvector->record[i].key=rand();
pvector->n=k;
InsertSort(pvector,&num[j][0],&num[j][1]);
SelectSort(pvector,&num[j][2],&num[j][3]);
BubbleSort(pvector,&num[j][4],&num[j][5]);
ShellSort(pvector,4,&num[j][6],&num[j][7]);
QuickSort(pvector,0,k-1,&num[j][8],&num[j][9]);
}
printf("\n排序比较如下");
for(j=0;j<5;j++)
{
printf("\n\n对%d个数进行排序，结果为：\n",k);
printf("1.插入排序：比较-->%-7ld次 移动-->%-7ld次\n",num[j][0],num[j][1]);
printf("2.选择排序：比较-->%-7ld次 移动-->%-7ld次\n",num[j][2],num[j][3]);
printf("3.冒泡排序：比较-->%-7ld次 移动-->%-7ld次\n",num[j][4],num[j][5]);
printf("4.希尔排序：比较-->%-7ld次 移动-->%-7ld次\n",num[j][6],num[j][7]);
printf("5.快速排序：比较-->%-7ld次 移动-->%-7ld次\n",num[j][8],num[j][9]);
if(j!=5)
printf("按回车继续\n");
getchar();
}
for(j=0;j<5;j++)
{
sum[0]=sum[0]+num[j][0];
sum[1]=sum[1]+num[j][1];
sum[2]=sum[2]+num[j][2];
sum[3]=sum[3]+num[j][3];
sum[4]=sum[4]+num[j][4];
sum[5]=sum[5]+num[j][5];
sum[6]=sum[6]+num[j][6];
sum[7]=sum[7]+num[j][7];
sum[8]=sum[8]+num[j][8];
sum[9]=sum[9]+num[j][9];
}
printf("\n\n对%d个随机数进行5次排序，平均比较次数和平均移动次数为：\n",k);
printf("1.插入排序：平均比较-->%-7ld次 平均移动-->%-7ld次\n",sum[0]/5,sum[1]/5);
printf("2.选择排序：平均比较-->%-7ld次 平均移动-->%-7ld次\n",sum[2]/5,sum[3]/5);
printf("3.冒泡排序：平均比较-->%-7ld次 平均移动-->%-7ld次\n",sum[4]/5,sum[5]/5);
printf("4.希尔排序：平均比较-->%-7ld次 平均移动-->%-7ld次\n",sum[6]/5,sum[7]/5);
printf("5.快速排序：平均比较-->%-7ld次 平均移动-->%-7ld次\n",sum[8]/5,sum[9]/5);
free(pvector);
}
void sort()
{
int i;
while(1)
{
SortMethod();
printf("\n是否继续？\n1.继续\n2.返回菜单\n");
scanf("%d",&i);
if(i==2)break;
fflush(stdin);
getchar();
}
}
void huff()
{
int i;
while(1)
{
huffman();
printf("\n是否继续？\n1.继续\n2.返回菜单\n");
scanf("%d",&i);
if(i==2)break;
fflush(stdin);
getchar();
}
}
main()
{
int i,j,k;
while(1)
{
printf("请选择要运行的功能：\n");
printf("1.哈夫曼编码译码器\n");
printf("2.内部排序性能分析\n");
printf("3.退出该程序\n\n");
printf("你的选择为：");
scanf("%d",&i);
switch(i)
{
case 1:huff();break;
case 2:sort();break;
case 3:exit(0);
default:break;
}
fflush(stdin);
getchar();
system("cls");
}
}