基於哈夫曼編碼完成的檔案壓縮及解壓

這幾天在較為認真的研究基於哈夫曼編碼的檔案壓縮及解壓，費了點時間，在這分享一下：

這裡用鏈式結構，非順序表結構；

檔案壓縮：

1.獲取檔案資訊（這裡採用txt格式文字）；

2.壓縮檔案；

3.寫配置檔案（便於解壓時用，無非就是存放原檔案的索引之類的，比如說，檔案中某個字元出現的個數，記錄下來）

4.解壓縮，使用壓縮後的檔案和配置檔案解壓檔案；

5.用比對軟體，比對解壓後的檔案和原始檔是否相同；

下面慢慢解析：

先看乙個檔案資訊類：

typedef long long longtype;

struct fileinfo
fileinfo operator+(const fileinfo& x)
bool operator !=(const fileinfo& x) const };
bool operator<(const fileinfo info1,const fileinfo info2)

除了統計字元出現的次數及哈夫曼編碼，還完成了幾個運算子的過載

要獲取哈夫曼編碼，就得建立哈夫曼樹，建立哈夫曼樹用最小堆取操作，以下是最小堆建立過程

// 小堆

templatestruct less
};templatestruct greater
};template>
class heap
heap(const t* a, size_t size)
// 建堆
for(int i = (_arrays.size()-2)/2; i >= 0; --i)
}void push(const t& x)
void pop()
t& top()
bool empty()
int size()
void adjustdown(int root)
if(*_arrays[child] < _arrays[root])
//if(com(_arrays[child],_arrays[root]))
else
}} void adjustup(int child)
else
}}public:
vector_arrays;
};

然後就是幾個壓縮和解壓的函式介面

1.根據哈夫曼樹獲取哈夫曼變慢：

void _generatehuffmancode(huffmantreenode* root)

_generatehuffmancode(root->_left);
_generatehuffmancode(root->_right);
//當前節點為葉子節點為空 才生成哈夫曼編碼
if (root->_left == nullptr && root->_right == nullptr)
else if (parent->_right == cur)
cur = parent;
parent = cur->_parent;
}reverse(code.begin(), code.end());
} }

2.根據最小堆建立哈夫曼樹；

void createtree(t *a, size_t size, const t& invalid)

}while (s1.size() > 1)
_root = s1.top();
s1.pop();
}

bool _readline(file *foutlogfile, string& line)

while (ch != '\n')
return true;
} }

4.檔案壓縮

//檔案壓縮

bool compress(const char* filename)
huffmantreeht;
fileinfo invalid;
ht.createtree(_infos, 256, invalid);
//哈夫曼編碼
_generatehuffmancode(ht.getroot());
string compressfile = filename;
compressfile += ".huf";
//壓縮後的檔名 字尾為《輸入檔名+.huf》
file *fincompress = fopen(compressfile.c_str(), "wb"); //獲取string中的c字串
assert(fincompress);
fseek(fout, 0, seek_set);//將檔案指標移到開頭
char cha = fgetc(fout);
unsigned char inch = 0;
int index = 0; //乙個位元組的八位
while (!feof(fout))
if (++index == 8)
}cha = fgetc(fout);
} fclose(fout);
//如果index = 0 說明 上邊8位剛好存滿 不等 下乙個自己又出來了
if (index != 0) //處理最後乙個字元不夠的問題
fclose(fincompress);
}

5.寫配置檔案：

string logfile = filename;

logfile += ".log";
file *log = fopen(logfile.c_str(), "wb");
assert(log);
string chinfo;
char str[128] = ; //沒空間 不可以
for (size_t i = 1; i < 256; ++i)
}fclose(log);

6.最後的檔案解壓：

//重構檔案

void _restorefiles(huffmantreenode*root, const char* fileneme,long long size)

else if (ch == 1)

if (pos == 0)

}fputc(cur->_weight._ch, over);

poss--;

} fclose(out);

fclose(over); }

void uncompress(const char* fileneme)//解壓縮

huffmantreef;

fileinfo invalid;

f.createtree(_infos, 256, invalid);

//根據重建的哈夫曼樹 還原檔案；

long long size = f.getroot()->_weight._count;

_restorefiles(f.getroot(), fileneme,size);

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