文章目錄

• • 問題
  • 實(shí)驗(yàn)環(huán)境
  • 程序組成
  • 實(shí)現(xiàn)思路
  • 如何用二進(jìn)制0/1表示字符 '0' / '1'
  • 源代碼下載
  • 程序運(yùn)行和結(jié)果：
  • 總結(jié)

問題

??????利用哈夫曼編碼將英文文獻(xiàn)進(jìn)行壓縮
注：哈夫曼算法及原理見博客https://blog.csdn.net/Little_ant_/article/details/104246904在此不再贅述。

實(shí)驗(yàn)環(huán)境

??????VS2017 C++

程序組成

??????main.cpp 文件里調(diào)用具體的函數(shù)實(shí)現(xiàn)整體上的功能。
??????Huffm.h 文件中實(shí)現(xiàn)huffman算法的編碼，以及譯碼到指定文件的功能。
??????Input.h 文件中統(tǒng)計(jì)文本信息，然后作為huffman算法的輸入。
??????Output.h 文件中將目標(biāo)文件通過huffman編碼進(jìn)行壓縮。
??????hello.txt 文件為需要被壓縮的文件，即目標(biāo)文件 。
??????helloCompressed.txt 文件是被壓縮之后得到的文件。
??????HelloUnziped.tx 文件是解壓縮之后得到的文件。

實(shí)現(xiàn)思路

??????1， 先熟悉huffman算法的邏輯，并進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。（以前比較熟）
??????2， 構(gòu)造huffman算法的輸入，即統(tǒng)計(jì)文本信息，建立huffman樹并完成huffman編碼。
??????3， 通過huffman編碼來將hello.txt中的字符轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的編碼，壓縮文件為helloCompressed.txt
??????4， 通過譯碼算法來解壓我們壓縮過的文件，得到文件helloUnzipedtxt，并與目標(biāo)文件hello.txt相對比。
??????具體的編碼方式：對文本中每一個(gè)出現(xiàn)的字符進(jìn)行頻度統(tǒng)計(jì)，進(jìn)行編碼。

如何用二進(jìn)制0/1表示字符 ‘0’ / ‘1’

??????通過Huffm.h將源文件進(jìn)行編碼，所得到的信息有，所有的字符數(shù)量 （int 型），字符種類數(shù)（int 型），huffman樹（struct*）和huffman編碼（char**）。假設(shè)對字符’a’所得到的huffman編碼字符串為char* str=”0101” ，如何轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制序列 0101？從而實(shí)現(xiàn)壓縮文件的功能。

??????這里通過c語言中的位操作符，左移和右移來定位到每一個(gè)bit上，從而對bit進(jìn)行賦值，或讀取每一個(gè)bit。代碼如下： unsigned char ch1 = fgetc(streamin);//讀源文件內(nèi)容，逐字節(jié)來讀取char value = 0;int pos = 0;int resIndex;int codeLen;while (ch1 != EOF){if (feof(streamin))break;resIndex = getHuffmanCode_index(data, ch1);if (resIndex == -1)return;char* code = hc[resIndex];//每個(gè)字符的Huffman編碼codeLen = strlen(code);for (int i = 0; i < codeLen; i++)//一個(gè)一個(gè)比特位來進(jìn)行放{value <<= 1;//先左移一位，如果code為1就進(jìn)行下面的代碼，把第一位變?yōu)?，為0就不處理//循環(huán)進(jìn)行，就會把哪一位為1就把那一位置為1if (code[i] == '1')//得到二進(jìn)制的1{value |= 1;//把原來為0的位置變?yōu)?，即就是寫進(jìn)1.}if (++pos == 8)//滿8位寫入文件{fputc(value, streamout);//把value寫進(jìn)去，里面存的8個(gè)位就是HuffmanCodevalue = 0;//重置，循環(huán)寫pos = 0;}}ch1 = fgetc(streamin);}

??????ch1為源文件中讀入的字符，code為該字符對應(yīng)的huffman編碼。value在此起到一個(gè)緩沖區(qū)的作用，一直在不停的左移，它是用來將字符 ‘1’ 轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制 1的重點(diǎn)。假設(shè)編碼序列為”0101111”,將其轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制存儲的過程如下：
??????初始：value 00000000
??????左移一位：value 00000000
??????判斷序列的第一位，發(fā)現(xiàn)其為0，那就左移一位：value的值為00000000
??????判斷序列的第二位，發(fā)現(xiàn)其為1，那就將上一步的value與00000001進(jìn)行或操作，得到value值為：00000001 然后左移一位：00000010
??????判斷序列的第三位，發(fā)現(xiàn)其為0，那就左移一位：value的值為00000100
??????判斷序列的第四位，發(fā)現(xiàn)其為1，那就將上一步的value與00000001進(jìn)行或操作，得到value值為：00000101 然后左移一位：00001010
??????判斷序列的第五位，發(fā)現(xiàn)其為1，那就將上一步的value與00000001進(jìn)行或操作，得到value值為：00001011 然后左移一位：00010110
??????判斷序列的第六位，發(fā)現(xiàn)其為1，那就將上一步的value與00000001進(jìn)行或操作，得到value值為：00010111 然后左移一位：00101110
??????判斷序列的第七位，發(fā)現(xiàn)其為1，那就將上一步的value與00000001進(jìn)行或操作，得到value值為：00101111 然后左移一位：01011110

??????從而我們將字符串”0101111”轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制bit存儲在字節(jié)value變量中，此時(shí)的value變量值為 01011110 ,前面7位是字符串，現(xiàn)在在等待下一字符串序列。
??????采用pos變量來記錄左移的次數(shù)，如果左移8次，那就表示value的8個(gè)位已經(jīng)存滿了，就要將value輸出到壓縮文件helloCompressed.txt里面。清零pos，讓value一直循環(huán)左移，直到將目標(biāo)文件hello.txt中的字符全部讀取。

??????解壓縮過程同理。

源代碼下載

https://download.csdn.net/download/Little_ant_/15452531 注：不需要積分哦

程序運(yùn)行和結(jié)果：

??????將所有文件放在同一個(gè)執(zhí)行目錄下，如下：

??????運(yùn)行程序之后結(jié)果為：

??????運(yùn)行結(jié)果如下：

總結(jié)

??????壓縮后文件helloCompressed.txt大小為4kB，而目標(biāo)文件hello.txt的大小為7kB。并且解壓之后文件helloUnziped.txt與目標(biāo)文件一模一樣。
??????壓縮率為近50%。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的采用Huffman编码进行数据压缩的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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