c++利用哈夫曼编码实现文件的压缩加密和解压缩解密-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了c++利用哈夫曼编码实现文件的压缩加密和解压缩解密。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

需求分析

@1：编码实现哈夫曼树，然后根据数据建立哈夫曼树,然后显示所有的字符的哈夫曼编码

@2：实现哈夫曼编码和解码并通过编码实现文本文件的压缩通过解码实现压缩文件的解压缩

概要设计

@1：在二叉树的基础上实现哈夫曼树的数据结构

@2：读取文本文件-->对字符频度进行统计-->构建哈夫曼树-->进行哈夫曼编码-->通过哈夫曼编码将文本文件压缩输出到压缩文件中

详细设计

@1：哈夫曼树的实现以及哈夫曼编码：

哈夫曼树的是是实现思路：

给定一个字符集合，统计字符出现的频率，并按照频率从小到大排序。取出频率最小的两个字符，将它们作为叶子节点构建一棵二叉树（可以使用任意一种二叉树表示方式，比如孩子兄弟表示法）。以该二叉树为基础，再次取出频率最小的两个字符，将它们添加到这棵二叉树中（作为兄弟或者作为父节点的左右孩子），得到一棵较大的二叉树。重复上述步骤，直到所有字符都被添加到二叉树中。此时，生成的二叉树即为哈夫曼树。根据哈夫曼树的构建规则，左子树代表频率较小的字符，右子树代表频率较大的字符。对于每一个叶子节点，记录其路径所代表的二进制编码即为该字符的哈夫曼编码。

@2:哈夫曼编码器和解码器是实现文本文件的压缩和解压缩

编码器实现压缩文件：

压缩原理：字符频度越大的字符的哈夫曼编码越短那么就可以用哈夫曼编码来替换原字符的编码从而实现解压缩，大致如下图：

哈夫曼编码压缩,c++项目,c++,开发语言

压缩的流程：

首先一个字符一个字符的读取待压缩文件统计字符的种数以及字符出现的频度

为了解压缩时重构哈夫曼树所以此时要将字符的出现的字符种数，字符以及相应的频度写入待压缩文件然后紧接着写入压缩文件的长度

然后根据字符以及字符频度创建哈夫曼树进行哈夫曼编码

然后以二进制的方式一个一个字节地遍历待压缩文件准备一个中间空字符tempchar和计数器num 匹配每个字节对应的哈夫曼编码

然后通过遍历哈弗编码进行位操作每遍历一位哈夫曼编码就将tempchar左移一位 num自增1 如果当前哈夫曼编码是1就将tempchar|1 ，当num=8的时候将tempchar写入压缩文件，然后将tempchar 和num复原继续遍历哈夫曼编码，直到遍历完待压缩文件，如果最后的哈夫曼编码不足8位那么就在后面补0 补齐8位

解压缩流程：

首先从压缩文件种读取字符以及字符频度重构哈弗曼树然后读取文件长度并记录

然后一个字节一个字节地遍历压缩文件之后的字符，从根节点出发，并且对每个字节的每一位通过位运算遍历如果是1 移动到有孩子如果是0就移动到左孩子只要判断移动到了叶子结点就将叶子节点对应的字符写入到解压缩之后的文件中，

项目效果演示：

主界面：

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