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huffman_code.h

@@ -0,0 +1,110 @@
+//
+// Created by dongl on 22-11-13.
+//
+
+#ifndef CPP_DATA_STRUCT_HUFFMAN_CODE_H
+#define CPP_DATA_STRUCT_HUFFMAN_CODE_H
+#include <huffman_tree.h>
+
+/// 解压缩 业务逻辑操作的类
+class HTCode {
+private:
+    char data_char{};         // 待编码的字符
+    std::byte code[10]{};     // 字符的解压缩编码
+    std::fstream file;        // 文件流
+    //Huffman huffman;          // 哈夫曼结构
+    Alphabet* alphabet;       // 字符权重映射表
+
+public:
+
+    HTCode* Open(const std::string& file_path, Alphabet* alpha = new Alphabet[27]){ // 记录字符与字符出现次数
+
+        // 记录字符数组的 初始化
+        // 初始化字符 出现次数 映射表   只支持中文
+        for (int i = 1; i <= 26; ++i) {
+            alpha[i].count = 0;
+            alpha[i].data = i + 97 - 1;
+        }
+
+        // 打开文件
+        file.open(file_path, std::ios::in);
+        if(!file.is_open()){
+            std::cerr << "open '" << file_path << "' fail" <<std::endl;
+        }
+
+        char c;         // 字符
+        int c_count = 0;// 字母数量
+        int count = 0;  // 压缩全文 多少个字符  总字符数
+        int ascii;      // 字符的ascii
+        // 读取文件 统计字符个数
+        while (!file.eof()){
+            if(file.fail()) break;
+
+            file >> c;
+            count++;
+            ascii = (int) c;
+
+            // 小写 小写区间
+            if (ascii >= 65 && ascii <= 90){
+                // 65 - 65 + 1   下标 alpha[1]
+                alpha[ascii - 65 + 1].count++;
+                c_count++;
+            }
+            // 大写
+            if (ascii >= 97 && ascii <= 122){
+                alpha[ascii - 97 + 1].count++;
+                c_count++;
+            }
+
+            std::cout << c;
+        }
+
+        std::cout << std::endl;
+        std::cout << "总字符数" << count << "\n";
+        std::cout << "字母字符数" << c_count << "\n";
+        std::cout << "其他字符数" << count - c_count << std::endl;
+        file.close();
+
+        for (int i = 1; i <= 26; ++i) {
+            printf("[%d] : %c - %d \n", i, (char)alpha[i].data, alpha[i].count);
+        }
+
+        alphabet = alpha;
+        return this;
+    }
+
+
+    /// 建立哈夫曼表码表 利用哈夫曼树 将各个字符对应的编码表 保存在文件 {file}.txt.hmz
+    void CreateHuffmanCode(){
+        HuffmanTree ht = this->CreateHuffmanTree();
+        // 从叶子节点到根 逆向求每个字符的哈夫曼编码， 存在编码表中
+        char *cd = new char[26];
+        new char* [26 + 1];
+        cd[26-1] = '\0';
+
+//        for (int i = 1; i <= 26; ++i) {
+//            int start = 26 - 1;
+//            int c = i;
+//            auto f = ht[i].parent;
+//            while (f != 0){
+//                --start;
+//                if(f != 0){
+//
+//                }
+//            }
+//        }
+    }
+
+private:
+    HuffmanTree CreateHuffmanTree(){
+        HuffmanTree ht = (new Huffman(26, alphabet))->getHuffmanTree();
+
+        for (int i = 1; i <= 2 * 26 - 1; ++i) {
+            printf("下标%d，值%c, 权重%d, ", i, ht[i].info, ht[i].weight);
+            std::cout << "双亲" << ht[i].parent <<", 左叶子" << ht[i].left << ", 右叶子" << ht[i].right << std::endl;
+        }
+        return ht;
+    }
+};
+
+#endif //CPP_DATA_STRUCT_HUFFMAN_CODE_H

huffman_tree.h

@@ -0,0 +1,109 @@
+//
+// Created by dongl on 22-11-11.
+//
+
+#ifndef CPP_DATA_STRUCT_HUFFMAN_TREE_H
+#define CPP_DATA_STRUCT_HUFFMAN_TREE_H
+#include <fstream>
+#include <iostream>
+
+/// 可变长度的字符串 树组
+typedef char** huffman_code;
+
+/// 哈夫曼节点结构 一棵树的节点结构
+struct HTNodeBase {
+    struct HTNodeBase* parent; // 父节点
+    struct HTNodeBase* left;   // 左子节点
+    struct HTNodeBase* right;  // 右子节点
+};
+
+/// 哈夫曼节点结构 一棵树的节点信息
+typedef struct HTNode : public HTNodeBase{
+    int weight; // 节点权重
+    int index;  // 下标
+    char info;  // 节点信息
+} *HuffmanTree;
+
+
+/// 字母信息 与 出现的次数
+struct Alphabet {
+    char data;  // 字符
+    int count;  // 字母出现次数
+};
+
+/// 哈夫曼树  一棵树的结构
+/// 构建树 操作树 的类
+class Huffman{
+private:
+    HuffmanTree ht;   // 树根
+    int tree_node_sum{};  // 树的叶子数
+public:
+    // 构建哈夫曼树
+    Huffman(int n, Alphabet* alphabet) {
+        // 如果节点小于1 没有必要构建 直接return
+        if (n <= 1)
+            return;
+
+        // 树的空间
+        // 0号单元未用  ht[2 * n - 1]表示根节点
+        int m = 2 * n - 1;
+        ht = new HTNode[m + 1];
+        // 构建树的全部节点
+        for (int i = 1; i <= m; ++i) {
+            ht[i].left = nullptr;
+            ht[i].right = nullptr;
+            ht[i].parent = nullptr;
+        }
+        // 构建存在个数节点的 字符与权重
+        for (int i = 1; i <= n; ++i) {
+            ht[i].weight = alphabet[i].count;
+            ht[i].info = alphabet[i].data;
+        }
+
+        // 正式 构建 构造 huffman 的节点关系 点与点之间的关系
+        for (int i = n+1; i < m; ++i) {
+            // 左右节点
+            int s1,s2;
+            SelectHuffmanTree(i, s1, s2);
+            // 表示从F中删除s1 ,s2
+            ht[i].left = &ht[s1];
+            ht[i].right = &ht[s2];
+            // s1 和 s2 分为为 i 的 左右叶子  权值为他俩的和
+            ht[i].weight = ht[s1].weight + ht[s2].weight;
+        }
+    }
+
+    HuffmanTree getHuffmanTree() {
+        return ht;
+    }
+
+private:
+    /// 建立哈夫曼树 根据统计结果
+    /// @param ht
+    /// @param n
+    /// @param s1
+    /// @param s2
+    void SelectHuffmanTree(int n, int& s1, int& s2){
+        s1 = min_index(n - 1);
+        s2 = min_index(n - 1);
+    }
+
+    inline int min_index(int n){
+        int min;
+        int min_weight;
+
+        for (int i = 1; i <= n; ++i) {
+            // 没有父节点 未分配过的
+            if(ht[i].parent == nullptr){
+                min = i;
+                min_weight = ht[i].weight;
+            }
+        }
+        ht[min].parent = &ht[n + 1];
+        std::cout << "min=" << min << ", n=" << n << ", parent="
+        << ht[min].parent << ", weight=" << ht[min].weight
+        << ", info=" << ht[min].info << std::endl;
+        return min;
+    }
+};
+#endif //CPP_DATA_STRUCT_HUFFMAN_TREE_H