文章作者：姜南(Slyar) 文章来源：Slyar Home (www.slyar.com) 转载请注明，谢谢合作。
实验课内容的代码，无聊发出来。
功能包括从文件中读取文章，将文章转换为哈夫曼编码，将哈夫曼编码还原，就是那几个基本算法的实现啦。
为了方便查看，这里输出的哈夫曼编码是1byte的，其实真正应该将其变为1bit存储，这样才能达到压缩的目的。
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/* Slyar 2009.10.29 */ #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <io.h> #define N 255 #define M 2*N - 1 /* 运行成功标记 */ int ok = 0; /* 保存原文件名 */ char file[20] = {}; /* 哈夫曼树节点类型 */ typedef struct { int data; /* 字符值 */ int weight; /* 权重 */ int parent; /* 双亲结点 */ int lchild; /* 左孩子结点 */ int rchild; /* 右孩子结点 */ }Tree; /* 哈夫曼编码类型 */ typedef struct { /* 存放哈夫曼码 */ char cd[N]; int start; }Code; /* 生成节点及编码数组 */ Tree ht[M]; Code hcd[N]; /* 函数声明 */ int cmp(const void*, const void*); int NumberOfChar(); void Reset(); void InputFile(); void Encode(int); void Decode(int); void OutputFile(int); void PrintHuffmanCode(int); void CreateHT(int); void CreateHCode(int); /* 主函数 */ int main() { int x = 0; int n = 0; char ch; while(1) { system("cls"); printf("1. 读入原文件\n"); printf("2. 在屏幕上打印哈夫曼代码表\n"); printf("3. 编码原文件\n"); printf("4. 解码原文件\n"); printf("5. 退出\n"); printf("Input 1-5:"); scanf("%d", &x); switch(x) { case 1: Reset(); InputFile(); if (ok) { /* 排序使得有效字符在前面 */ qsort(ht, N, sizeof(Tree), cmp); /* 记下有效字符的个数 */ n = NumberOfChar(); CreateHT(n); CreateHCode(n); OutputFile(n); system("pause"); } break; case 2: system("cls"); if (ok) { PrintHuffmanCode(n); } else { printf("原文件尚未读入!\n"); } system("pause"); break; case 3: system("cls"); if (ok) { Encode(n); } else { printf("原文件尚未读入!\n"); } system("pause"); break; case 4: system("cls"); if (ok) { Decode(n); } else { printf("原文件尚未读入!\n"); } system("pause"); break; case 5: return 0; default: /* 防止输入错误序号，刷新缓冲区 */ fflush(stdin); } } return 0; } /* 快速排序比较函数 */ int cmp(const void *a ,const void *b) { return (*(Tree *)a).weight < (*(Tree *)b).weight ? 1 : -1; } /* 统计有效的字符数量 */ int NumberOfChar() { int i, num = 0; for (i = 0; i < N; i++) { if (ht[i].weight > 0) num++; } return num; } /* 初始化哈夫曼树 */ void Reset() { int i; for (i = 0; i < M; i++) { ht[i].weight = 0; ht[i].parent = -1; ht[i].lchild = -1; ht[i].rchild = -1; } } /* 读入文件内容 */ void InputFile() { FILE *fp; char ch; system("cls"); printf("请输入原文件名:"); fflush(stdin); scanf("%s", file); /* 打开原文件 */ if ((fp = fopen(file, "rt")) == NULL) { printf("找不到原文件 %s!\n", file); ok = 0; system("pause"); return; } /* 读入字符并处理权重 */ while (fscanf(fp, "%c", &ch) != EOF) { ht[ch].data = ch; ht[ch].weight++; } /* 关闭文件指针 */ fclose(fp); printf("原文件 %s 读入成功!\n", file); ok = 1; } /* 编码 */ void Encode(int n) { int i, k; char ch; FILE *fp1, *fp2; /* 利用哈夫曼代码表进行编码 */ if (access("Huffman_Code.txt",0) != 0) { printf("找不到代码表 Huffman_Code.txt !\n"); return; } /* 打开要编码的原文件 */ if ((fp1 = fopen(file, "rt")) == NULL) { printf("找不到原文件 %s !\n", file); return; } /* 生成编码文件 */ if ((fp2 = fopen("Encode.txt", "wt+")) == NULL) { printf("编码文件 Encode.txt 创建失败!\n"); return; } /* 一个字符一个字符替换 */ while (fscanf(fp1, "%c", &ch) != EOF) { for (i = 0; i < n; i++) { if (ht[i].data == ch) { for (k = hcd[i].start; k <= n; k++) { fprintf(fp2, "%c", hcd[i].cd[k]); } } } } /* 关闭文件指针 */ fclose(fp1); fclose(fp2); printf("编码成功，结果在 Encode.txt 中!\n"); } /* 解码 */ void Decode(int n) { int i, k; char ch; FILE *fp1, *fp2; /* 打开要解码的文件 */ if ((fp1 = fopen("Encode.txt", "rt")) == NULL) { printf("找不到编码文件 Encode.txt!\n"); return; } /* 生成解码文件 */ if ((fp2 = fopen("Decode.txt", "wt+")) == NULL) { printf("解码文件 Decode.txt 创建失败!\n"); return; } /* 利用哈夫曼树解码 */ i = 2 * n - 2; while (fscanf(fp1, "%c", &ch) != EOF) { if (ch == '0') { i = ht[i].lchild; } else { i = ht[i].rchild; } /* 找到叶子节点为止 */ if (ht[i].lchild == -1) { fprintf(fp2, "%c", ht[i].data); /* 继续从根节点开始查找 */ i = 2 * n - 2; } } /* 关闭文件指针 */ fclose(fp1); fclose(fp2); printf("解码成功，结果在 Decode.txt 中!\n"); } /* 输出哈弗曼编码到文件 */ void OutputFile(int n) { FILE *fp; int i, k; /* 生成哈夫曼代码表文件 */ if ((fp = fopen("Huffman_Code.txt", "wt+")) == NULL) { printf("代码表文件 Huffman_Code.txt 创建失败!\n"); return; } /* 将内存里的东西写入文件 */ for (i = 0; i < n; i++) { fprintf(fp, "%d ", ht[i].data); for (k = hcd[i].start; k <= n; k++) { fprintf(fp, "%c", hcd[i].cd[k]); } if (i < n - 1) fprintf(fp, "\n"); } /* 关闭文件指针 */ fclose(fp); printf("代码表文件 Huffman_Code.txt 生成成功!\n"); } /* 打印哈夫曼编码到屏幕 */ void PrintHuffmanCode(int n) { int i, k; printf("ASCII \t Char \t HuffmanCode\n"); for (i = 0; i < n; i++) { printf("%d \t \"%c\" \t ", ht[i].data, ht[i].data); for (k = hcd[i].start; k <= n; k++) { printf("%c", hcd[i].cd[k]); } printf("\n"); } } /* 构造哈夫曼树 */ void CreateHT(int n) { int i, k ,lmin, rmin; int min1, min2; /* 一共有2n-1个节点 */ for (i = n; i < 2 * n - 1; i++) { /*lmin和rmin为最小权重的两个节点置*/ min1 = min2 = 0x7FFFFFFF; lmin = rmin = -1; for (k = 0; k <= i - 1; k++) { /*只在尚未构造二叉树的节点中查找*/ if (ht[k].parent == -1) { if (ht[k].weight < min1) { min2 = min1; rmin = lmin; min1 = ht[k].weight; lmin = k; } else if (ht[k].weight < min2) { min2 = ht[k].weight; rmin = k; } } } /* 修改2个小权重节点的双亲 */ ht[lmin].parent = i; ht[rmin].parent = i; /* 修改双亲的权重 */ ht[i].weight = ht[lmin].weight + ht[rmin].weight; /* 修改双亲的孩子 */ ht[i].lchild = lmin; ht[i].rchild = rmin; } } /* 得到哈夫曼编码 */ void CreateHCode(int n) { int i, f, c; Code hc; /* 根据哈夫曼树求哈夫曼编码 */ for (i = 0; i < n; i++) { hc.start = n; c = i; f = ht[i].parent; /* 循序直到树根结点 */ while (f != -1) { /* 处理左孩子结点 */ if (ht[f].lchild == c) { hc.cd[hc.start--] = '0'; } /* 处理右孩子结点 */ else { hc.cd[hc.start--] = '1'; } c = f; f = ht[f].parent; } /* start指向哈夫曼编码最开始字符 */ hc.start++; hcd[i] = hc; } } |
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