C++实现赫夫曼编码/译码器

前些日子，我的一个同学（包包）的朋友给了他一个有点烦的任务。她叫包包做个赫夫曼编码、译码器给她，可是我同学呢。算是有点懒吧，不太愿意做啊。说实在的，应该说是我们没学过数据结构的东西，根本就是无从下手。就这样，包包就找上我了，让我帮他完成这个任务。

可是不巧的是，我那几天身体不舒服，没什么心思做这些东西，而且是我们根本就是不懂的东西，虽然我们学过C++，但是没学数据结构啊。唉。。。真不知道怎么办，那天我就告诉他，我做不好这个赫夫曼编码、译码器，还是让他朋友自己去解决吧。

放假回家后感觉很空虚，我就拿这个东西出来玩玩。没想到最后我弄出来了。O(∩_∩)O哈哈哈~

现在我就来说明一下这个实现方法吧。整个项目我就用win32控制台程序写的。这样可以方便测试，排除其他麻烦。

首先，我们来看看main函数：

void main() { char choice=' '; while(choice!='q') { cout<<"/n******************************"<<endl; cout<<" 欢迎使用赫夫曼编码译码系统"<<endl; cout<<"******************************"<<endl; cout<<"(1)要初始化赫夫曼链表请输入'i'"<<endl; cout<<"(2)输入要编码的字符'w'"<<endl; cout<<"(3)要编码请输入'e'"<<endl; cout<<"(4)要译码请输入'd'"<<endl; cout<<"(5)要打印编码请输入'p'"<<endl; cout<<"(6)要打印赫夫曼树请输入't'"<<endl; cout<<"(7)要离开请输入'q'"<<endl; if(flag==0)cout<<"/n请先初始化赫夫曼链表,输入'i'"<<endl; cin>>choice; switch(choice) { case 'i': Initialization(); break; case 'w': InputCode(); break; case 'e': Encoding(); break; case 'd': Decoding(); break; case 'p': Code_printing(); break; case 't': Tree_printing(HT,2*n-1); break; case 'q': break; default: cout<<"input error"<<endl; } } free(z); free(w); free(HT); }

这个函数主要就是和用户交互使用。这个过程我用switch case 来实现，你们也可以选择其他的方式实现如if else ，这个就个人爱好选择。下面我们来看看初始化赫夫曼树的函数Initialization（）。

void Initialization() { flag=1; int num; int num2; cout<<"下面初始化赫夫曼链表"<<endl<<"请输入结点的个数n："; cin>>num; n=num; w=(int*)malloc(n*sizeof(int)); z=(char*)malloc(n*sizeof(char)); cout<<"/n请依次输入"<<n<<"个字符(字符型)/n注意:必须以回车结束："<<endl; char base[2]; for(i=0;i<n;i++) { cout<<"第"<<i+1<<"个字符:"<<endl; gets(base);//这个地方有点小小的问题 *(z+i)=*base; } for(i=0;i<=n-1;i++) { cout<<setw(6)<<*(z+i); } cout<<"/n请依次输入"<<n<<"个权值(/n注意:必须以回车结束)："<<endl; for(i=0;i<=n-1;i++) { cout<<endl<<"第"<<i+1<<"个字符的权值:"; cin>>num2; *(w+i)=num2; } HuffmanCoding(HT,HC,w,n); //------------------------打印编码------------------------------------------- cout<<"字符对应的编码为:"<<endl; for(i=1;i<=n;i++) { //cout<<"字符"<<*(z+i-1)<<"的编码"; puts(HC[i]); } //--------------------------将赫夫曼编码写入文件------------------------ cout<<"下面将赫夫曼编码写入文件"<<endl<<"...................."<<endl; FILE *hfmTree; char r[]={' ','/0'}; if((hfmTree=fopen("hfmTree.txt","w"))==NULL) { cout<<"can not open file"<<endl; return; } fputs(z,hfmTree); for(i=0;i<n+1;i++) { fprintf(hfmTree,"%6d",*(w+i)); fputs(r,hfmTree); } for(i=1;i<=n;i++) { fputs(HC[i],hfmTree); fputs(r,hfmTree); } fclose(hfmTree); cout<<"已将字符与对应编码写入根目录下文件hfmTree.txt中"<<endl<<endl; }

上述代码中有个小问题，已经用红色标示，这个地方获取数据的时候有一次是没有输入就直接执行的。这个疑问我一直都没想通。初始化的结果放入hfmTree.txt的文件中。

下面来看看输入要编码的字符的函数InputCode（）

void InputCode() { //cout<<"请输入你想要编码的字符"<<endl; FILE *tobetran; char str[100]; if((tobetran=fopen("tobetran.txt","w"))==NULL) { cout<<"不能打开文件"<<endl; return; } cout<<"请输入你想要编码的字符"<<endl; cin>>str; fputs(str,tobetran); cout<<"获取报文成功"<<endl; fclose(tobetran); }

这个函数里我也碰到了一个问题，cin>>str;部分一开始的时候，我是用gets代替的，不过问题就是用gets我不用输入就能直接执行完函数。这个郁闷啊。

下面来看看编码和译码函数

//---------------------编码函数--------------------------------- void Encoding() { cout<<"下面对目录下文件tobetran.txt中的字符进行编码"<<endl; FILE *tobetran,*codefile; if((tobetran=fopen("tobetran.txt","rb"))==NULL) { cout<<"不能打开文件"<<endl; } if((codefile=fopen("codefile.txt","wb"))==NULL) { cout<<"不能打开文件"<<endl; } char *tran; i=99; tran=(char*)malloc(100*sizeof(char)); while(i==99) { if(fgets(tran,100,tobetran)==NULL) { cout<<"不能打开文件"<<endl; break; } for(i=0;*(tran+i)!='/0';i++) { for(j=0;j<=n;j++) { if(*(z+j-1)==*(tran+i)) { fputs(HC[j],codefile); if(j>n) { cout<<"字符错误，无法编码!"<<endl; break; } } } } } cout<<"编码工作完成"<<endl<<"编码写入目录下的codefile.txt中"<<endl<<endl; fclose(tobetran); fclose(codefile); free(tran); } //-----------------译码函数--------------------------------- void Decoding() { cout<<"下面对根目录下文件codefile.txt中的字符进行译码"<<endl; FILE *codef,*txtfile; if((txtfile=fopen("//Textfile.txt","w"))==NULL) { cout<<"不能打开文件"<<endl; } //txtfile=fopen("Textfile.txt","w"); if ((codef=fopen("codefile.txt","r"))==NULL) { cout<<"不能打开文件"<<endl; } //codef=fopen("codefile.txt","r"); char *work,*work2,i2; int i4=0,i,i3; unsigned long length=10000; work=(char*)malloc(length*sizeof(char)); fgets(work,length,codef); work2=(char*)malloc(length*sizeof(char)); i3=2*n-1; for(i=0;*(work+i)!='/0';i++) { i2=*(work+i); if(HT[i3].lchild==0) { *(work2+i4)=*(z+i3-1); i4++; i3=2*n-1; i--; } else if(i2=='0') i3=HT[i3].lchild; else if(i2=='1') i3=HT[i3].rchild; } *(work2+i4)='/0'; fputs(work2,txtfile); cout<<"译码完成"<<endl<<"内容写入根目录下的文件txtfile.txt中"<<endl<<endl; free(work); free(work2); fclose(txtfile); fclose(codef); }

整个编码译码过程也就这样了。

我没有学过数据结构，我只是看过一些资料，这里可能会有不好的地方，高手可以指点一下。