哈夫曼樹的檔案操作

2021-10-01 13:08:18 字數 4100 閱讀 4966

1. 問題描述:

利用哈夫曼編碼進行通訊可以大大提高通道利用率,縮短資訊傳輸時間,降低傳輸成本。但是,這要求在傳送端通過乙個編碼系統對待傳資料預先編碼,在接收端將傳來的資料進行解碼(解碼)。對於雙工通道(即可以雙向傳輸資訊的通道),每端都需要乙個完整的編/解碼系統。試為這樣的資訊收發站設計乙個哈夫曼編/解碼系統。

2.乙個完整的系統應具有以下功能:

1)初始化(initialzation)。從資料檔案 datafile.data 中讀入字元及每個字元的權值,建立哈夫曼樹 hufftree;

2)編碼(encoding)。用已建好的哈夫曼樹,對檔案 tobetran.data 中的文字進行編碼形成報文,將報文寫在檔案 code.txt 中;

3)解碼(decoding)。利用已建好的哈夫曼樹,對檔案 codefile.data 中的**進行解碼形成原文,結果存入檔案 textfile.txt 中;

4)輸出(output): 輸出tobetran.data 及其報文 code.txt;輸出 codefile.data 及其原文 textfile.txt;

要求:所設計的系 統應能在程 序執行的過程中,根據 實際情況(不同的輸入 )建立datafile.data、tobetran.data 和 codefile.data 三個檔案,以保證系統的通用性。

程式設計思想:

1)根據哈夫曼樹的定義:有n個葉子節點的哈夫曼樹必有m = 2 * n - 1個節點。

構造哈夫曼樹時:將前n個節點初始化相應的字元和權值,從中找到兩個父母節點為0(意味著未被訪問過)且權值最小的兩個數作為第n+1個節點的左右孩子,依次初始化剩餘m-n個節點。

2)根據哈夫曼樹的定義:有n個葉子節點的哈夫曼樹其深度不會超過n-1。

編碼時:1.定義臨時存放哈夫曼編碼的陣列cd,從葉到根逆向求編碼,將得到的資料倒著存入陣列cd中,再將陣列cd拷貝到hc中,2.再找下乙個葉節點,將得到的資料再倒著存入陣列cd中,再將陣列cd拷貝到hc中。重複2,最後不要忘了釋放cd的空間。

3)解碼時:依據編碼向下遍歷樹,直到向下碰到葉子節點。

4)輸出檔案內容時:用乙個陣列儲存檔名。

注意!!!

執行:

#include

"stdio.h"

#include

"stdlib.h"

#include

"string.h"

#define n 100

#define error 0

#define ok 1

typedef

struct

htnode,

*huffmantree;

//動態分配陣列儲存哈夫曼樹

typedef

char

**huffmancode;

//用於儲存哈夫曼編碼的陣列

void

select

(huffmantree &ht,

int i,

int&s1,

int&s2)

for(j =

1;j <= i;j++)if

(ht[j]

.parent ==0)

if(ht[j]

.weight < ht[temp]

.weight)

//設temp為最小節點

temp=j;

//如果比temp小,則交換

s1 = temp;

//找權值次小節點

for(k =

1;k <= i;k++

)//再找父母為0的節點temp

if(ht[k]

.parent ==

0&& k != s1)

for(k =

1;k <= i;k++)if

(ht[k]

.parent ==

0&& k != s1)

//找不與s1相等的最小節點

if(ht[k]

.weight < ht[temp]

.weight)

temp=k;

s2 = temp;

}void initialzation (huffmantree &ht,

int n)

if(n <1)

return

; m =

2* n -1;

ht =

(huffmantree)

malloc

((m +1)

*sizeof

(htnode));

for(i =

1;i <= m;i++

)//0號不用,進行初始化

ht[i]

.parent = ht[i]

.lchild = ht[i]

.rchild =0;

for(i =

1;i <= n;i++

)//建n棵僅含根結點的二叉樹的森林

fscanf

(fp,

"%d%c"

,&ht[i]

.weight,

&ht[i]

.ch)

;fclose

(fp)

;for

( i = n +

1;i <= m;i++

)//建哈夫曼樹

}void encoding (huffmantree ht,huffmancode &hc,

int n)

hc[i]=(

char*)

malloc

((n-start)

*sizeof

(char))

;//為第i個字元編碼分配空間

strcpy

(hc[i]

,&cd[start]);

//從cd複製編碼串到hc[i]中

}free

(cd)

;//釋放工作空間if(

(fp =

fopen

("tobetran.txt"

,"r"))

==null)if

((fp1 =

fopen

("code.txt"

,"w"))

==null

) c =

fgetc

(fp)

;while

(c !=

'#')

c =fgetc

(fp);}

fprintf

(fp1,

"#")

;fclose

(fp)

;fclose

(fp1);}

void

decoding

(huffmantree ht, huffmancode hc,

int n)if(

(fp1 =

fopen

("textfile.txt"

,"w"))

==null

) b =

fgetc

(fp)

;//從檔案中乙個乙個讀取字元

i =2* n -1;

while

(b !=

'#')

b =fgetc

(fp)

;//再讀下乙個字元

}fprintf

(fp1,

"#")

;//將『#』寫入檔案

fclose

(fp)

;//關閉檔案

fclose

(fp1);}

void

print

(char

*filename)

char b =

fgetc

(fp)

;while

(b !=

'#')

fclose

(fp);}

intmain()

}return ok;

}

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