1. 涂然的版本

分析:

parent, lchild, rchild 都用的是整数, 即下标. 也就是说, 先建立节点, 存放于一个数组 (线性表) 中, 再进行链接. 避免使用指针, 有静态链表的味道, good!

1.1 Huffman.cpp

/*
Descripttion:
Version: 1.0
Author: 涂然 18计科3班
Date: 2021-05-31 9:00:00
*/#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string.h>
using namespace std; #define MaxSize 1024  // 读入文件的上限
#define OK 1
#define ERROR 0
typedef int Status;typedef struct wordcnt{  // 统计字符和对应的次数 char ch;int cnt = 0;
}Count;typedef struct NumCount{  // 统计次数的外部封装 Count count[MaxSize];int length = 0;
}NumCount;typedef struct HTree{  // 哈夫曼树结构 char data; int weight;int parent,lchild,rchild;
}HTNode,*HuffmanTree; typedef struct HCode{ // 编码结构 char data;char* str;
}*HuffmanCode;Status ReadData(char *source);  // 读入文件
Status WordCount(char *data,NumCount *paraCnt); // 统计次数
Status Show(NumCount *paraCnt);   // 展示次数
Status CreateHuffmanTree(HuffmanTree &HT,int length,NumCount cntarray);  // 创建哈夫曼树
Status select(HuffmanTree HT,int top,int *s1,int *s2);  // 选择权重最小的两个节点
Status CreateHuffmanCode(HuffmanTree HT,HuffmanCode &HC,int length);  // 创建哈夫曼编码
Status Encode(char *data,HuffmanCode HC,int length);  // 将读入的文件编码，写到txt文件
Status Decode(HuffmanTree HT,int length);  //读入编码文件，解码 int main(int argc, char** argv) {char data[MaxSize];  NumCount Cntarray;ReadData(data);  // 读入数据 WordCount(data,&Cntarray);  // 统计次数
//  Show(&Cntarray); //可以查看每个单词出现的对应次数 HuffmanTree tree;CreateHuffmanTree(tree,Cntarray.length,Cntarray);  // 建树 HuffmanCode code;  CreateHuffmanCode(tree,code,Cntarray.length);  // 创建编码 Encode(data,code,Cntarray.length);  // 生成编码文件 Decode(tree,Cntarray.length);  // 解码 cout<<"Please view the generated TXT file to check the result"<<endl; return 0;
}Status ReadData(char *source)
{//打开文件读入数据 ifstream infile;infile.open("in.txt");cout<<"Reading..."<<endl;cout<<"the input file is:"<<endl;infile.getline(source,MaxSize);cout<<source<<endl;infile.close();cout<<endl;return OK;
}Status WordCount(char *data,NumCount *paraCnt)
{int flag;// 标识是否已经记录 int len = strlen(data);for(int i = 0;i < len;++i){flag = 0;for(int j = 0;j < paraCnt->length;++j){if(paraCnt->count[j].ch == data[i]) // 若已有记录，直接++ {++paraCnt->count[j].cnt;flag = 1;break;}}if(!flag) // 没有记录，则新增 {paraCnt->count[paraCnt->length].ch = data[i];++paraCnt->count[paraCnt->length].cnt;++paraCnt->length;}}return OK;
}Status Show(NumCount *paraCnt)
{cout<<"the length is "<<paraCnt->length<<endl;for(int i = 0;i < paraCnt->length;++i){cout<<"The character "<<paraCnt->count[i].ch<<"  appears  "<<paraCnt->count[i].cnt<<endl;}cout<<endl;return OK;
}Status CreateHuffmanTree(HuffmanTree &HT,int length,NumCount cntarray)
{if(length <= 1) return ERROR;int s1,s2;int m = length*2-1;  // 没有度为1的节点，则总结点是2*叶子节点数-1个 HT = new HTNode[m+1];for(int i = 1;i <= m;++i)  // 初始化 {HT[i].parent = 0;HT[i].lchild = 0;HT[i].rchild = 0;}for(int i = 1;i <= length;++i) {HT[i].data = cntarray.count[i-1].ch;HT[i].weight = cntarray.count[i-1].cnt;}for(int i = length + 1;i <= m;++i){select(HT,i-1,&s1,&s2);  // 从前面的范围里选择权重最小的两个节点 HT[s1].parent = i;HT[s2].parent = i;HT[i].lchild = s1;HT[i].rchild = s2;HT[i].weight = HT[s1].weight + HT[s2].weight;  // 得到一个新节点 }return OK;
}Status select(HuffmanTree HT,int top,int *s1,int *s2)
{int min = INT_MAX;for(int i = 1;i <= top;++i)  // 选择没有双亲的节点中，权重最小的节点 {if(HT[i].weight < min && HT[i].parent == 0){min = HT[i].weight;*s1 = i;}}min = INT_MAX;for(int i = 1;i <= top;++i)  // 选择没有双亲的节点中，权重次小的节点 {if(HT[i].weight < min && i != *s1 && HT[i].parent == 0){min = HT[i].weight;*s2 = i;}}return OK;
}Status CreateHuffmanCode(HuffmanTree HT,HuffmanCode &HC,int length)
{HC = new HCode[length+1];char *cd = new char[length];  // 存储编码的临时空间 cd[length-1] = '\0';  // 方便之后调用strcpy函数 int c,f,start;for(int i = 1;i <= length;++i){start = length-1;  // start表示编码在临时空间内的起始下标，由于是从叶子节点回溯，所以是从最后开始 c = i;f = HT[c].parent;while(f != 0){--start;  // 由于是回溯，所以从临时空间的最后往回计 if(HT[f].lchild == c)cd[start] = '0';else cd[start] = '1';c = f;f = HT[c].parent;}HC[i].str = new char[length-start];  // 最后，实际使用的编码空间大小是length-start HC[i].data = HT[i].data;strcpy(HC[i].str,&cd[start]);  // 从实际起始地址开始，拷贝到编码结构中 }delete cd;
}Status Encode(char *data,HuffmanCode HC,int length)
{ofstream outfile;outfile.open("code.txt");for(int i = 0;i < strlen(data);++i)  // 依次读入数据，查找对应的编码，写入编码文件 {for(int j = 1;j <= length;++j){if(data[i] == HC[j].data){outfile<<HC[j].str;}}}outfile.close();cout<<"the code txt has been written"<<endl;cout<<endl;return OK;
}Status Decode(HuffmanTree HT,int length)
{char codetxt[MaxSize*length];ifstream infile;infile.open("code.txt");infile.getline(codetxt,MaxSize*length);infile.close();ofstream outfile;outfile.open("out.txt");int root = 2*length-1;  // 从根节点开始遍历 for(int i = 0;i < strlen(codetxt);++i){if(codetxt[i] == '0') root = HT[root].lchild;  //为0表示向左遍历 else if(codetxt[i] == '1') root = HT[root].rchild; //为1表示向右遍历 if(HT[root].lchild == 0 && HT[root].rchild == 0)  // 如果已经是叶子节点，输出到输出文件中，然后重新回到根节点 {outfile<<HT[root].data;root = 2*length-1;}}outfile.close();cout<<"the output txt has been written"<<endl;cout<<endl;return OK;
}

1.2 附文本文件内容

in.txt

Life is full of confusing and disordering Particular time,a particular location,Do the arranged thing of ten million time in the brain,Step by step ,the life is hard to avoid delicacy and stiffness No enthusiasm forever,No unexpected happening of surprising and pleasing So,only silently ask myself in mind Next happiness,when will come?

2. 刘雄的版本

source.txt 这么短, 怎么编码

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