哈弗曼压缩文件

一  目的

利用C/C++语言进行程序设计，巩固和加深对线性表、栈、队列、字符串、树、图、查找、排序等理论知识的理解；掌握现实复杂问题的分析建模和解决方法（包括问题描述、系统分析、设计建模、代码实现、结果分析等）；加深对哈夫曼树实现算法的理解。和. 加深对二叉树遍历算法的理解，提高利用计算机分析解决综合性实际问题的基本能力。

二 需求分析

1  知识点：

 链表的创建，链表排序，二叉树先序遍历，哈夫曼树创建，编码用到的栈，递归函数，文本文件的读写，二进制的文件读写，字符转换。

2  哈夫曼编码

 读取文本文件，统计词频，创建链表，根据权值（字符数）对链表进行从小到大排序，将排完序的链表构建成哈夫曼树，创建递归函数，通过二叉树先序遍历和栈实现编码。

3  压缩文件：文本文件转换为二进制文件

将文本文件里面的字符用编码替换，形成缓存01字符串，通过二进制转换十进制，将8个（一个字节）01字符串替换成一个整数，通过二进制文件的存储每个整数，这样实现了8个01字符变成只占1个字节的十六进制的整数。

4  解压文件：二进制文件转换为文本文件

与上边压缩文件相反，先读取二进制文件，将读取的整数转换为01字符串，通过反编码，将01字符串变成对应的字符，再将字符写入文本文件。

5  验证文件解压正确：

创建两个读取文件流，一起开始读取被压缩文件和解压后的文件，如果发现读取的字符不相同则解压失败。

三  概要设计

1、用于实现编码的栈

#pragma once

const long LENGTH=30;

class StackCode

{

public:

       StackCode(void);

       ~StackCode(void);

       //初始化栈

       voidInitStack();

       //获取当前栈顶字符

       chargettop();

       //压入栈内

       voidpush(char c);

       //推出栈外

       charpop();

       //数组

       charcode[LENGTH*10000];

private:

      

       inttop;

};

2哈夫曼树的节点 结构体

typedef struct HuffmanNode

{

       char ch;                    /*字符*/

       int weight,mark;            /*weight为权值,mark为标志域*/

       HuffmanNode *parent,*lchild,*rchild,*next;

}NodeTree,*LinkTree;

3 哈夫曼树编码压缩类

class Huffmanlink

{

public:

       Huffmanlink(void);

       ~Huffmanlink(void);

 

        

        //统计字符的链表和hufuman 树

        LinkTree m_theList;

        //创建字符链表

        LinkTree CretaLink(ifstream &instream);

        //对链表进行排序

        LinkTree PreSort();

        //遍历链表 并且返回树的叶子数

        long traverseList();

 

        //根据链表创建哈弗曼树

        LinkTree CreatHuffmanTree();

        //通过传入 字符栈 对栈进行编码

        char Fuccode(LinkTree tree,StackCode&Thecode);

        //对字符进行huffman 编码

        void Huffmancoding(int n);

        //压缩文件

        void compress(char In_name[10],charOut_name[10]);

 

        //解析二进制文件

        unsigned char * decompress(charIn_name[10],char Out_name[10]);

         //通过传入 字符栈 对栈进行解码（单个字符）

        char FDecode(LinkTree tree,StackCode&Thecode ,char &u);

         //文本的解码

        void HuffmanDecode(unsigned char *TheCharAry,char nameOut[10]);

 

public:

       //二进制文件的大小

      long m_BaryFileSize;

       //编码时补充的0的个数

       longm_zeroNum;

       //字符种类个数

     long m_kindOfChar;

       //总的字符个数 文件大小

        long m_sizeOfFile;

        //编码code 的数组

        char **CharCode;

        //被编码的字符数组

    char *TheChar;

};

4 程序应用类

#pragma once

#include "Huffmanlink.h"

#include "fstream"

using namespace std;

class TheMyApp

{

public:

       TheMyApp(void);

       ~TheMyApp(void);

       HuffmanlinktheTree;

       voidRun();

       voidMenu();

       //统计文件字符数

       intstatisticsChar(void);

       //打开文件

       intOpenFile(void);

       //文件名

       charname_infile[10];

       charname_outfile[10];

       //输入 和 输出流

       ifstreamm_in;

       ofstreamm_out;

       //字符权值排序

       intPreMySort(void);

       //字符编码

       intHufucode(void);

   //字符种类个数

       intm_TheCharNum;

       //压缩文件

       intcompressFile(void);

       //解压文件

       intDecompressFile(void);

       //验证解压文件成功

       intcomparison(void);

       //比较

       boolFilecompar(ifstream & in_1,ifstream &in_2);

};

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