哈夫曼树对文件进行译码

#include "stdio.h"
const int maxlen = 1000;
#define infinity 65535

struct encode{
    char  Data[maxlen];//存储编码(字符类型)
    int count;//编码的位数
};
struct bnode
{
    int data;//数据
    char ch;//字符
    bnode *lchild,*rchild;//左孩子，右孩子结点
    encode code;//存储编码信息
    bool flags;//使用标志
};

struct FileChar{
    char ch;//字符
    int count;//字符在文章出现的次数
};

bnode *tree[maxlen];
FileChar CharNum[maxlen];//存放字符以及字符出现的次数
int num_char= 0;//不同字符的总数

/*
* int A[]:存放字符的频度
*int N:字符的个
*bnode *tree[maxlen]//树
*/
void initialization(int N,bnode *tree[maxlen])//初始化
{
    int i;
    for(i=0;i<N;i++)
    {
        tree[i] = new bnode;
        tree[i]->data = CharNum[i].count;//结点的值
        tree[i]->ch = CharNum[i].ch;//结点的字符
        tree[i]->flags = true;//标识未使用
        tree[i]->code.count = 0;//编码位数为0
        tree[i]->lchild = NULL;//左子树为空
        tree[i]->rchild = NULL;//右子树为空
    }
}

void merge(int &n,bnode *tree[maxlen])//寻找当前根结点值最小的两个子树将其合并
{
    int i,num1,num2,min1,min2;
    min1 = infinity;
    min2 = infinity;
    for(i=0;i<n;i++)//寻找当前值最小的根节点
    {
        if((tree[i]->data<min1)&&tree[i]->flags)
        {
            min1 = tree[i]->data;
            num1 = i;
        }
    }
    tree[num1]->flags = false;//设置标识已使用过

    for(i=0;i<n;i++)//寻找当前值最小的根节点
    {
        if((tree[i]->data<min2)&&tree[i]->flags)
        {
            min2 = tree[i]->data;
            num2 = i;
        }
    }
    tree[num2]->flags = false;//设置标识已使用过
    //将两个子树合并
    tree[n] = new bnode;
    tree[n]->data = tree[num1]->data + tree[num2]->data;
    tree[n]->flags = true;
    tree[n]->code.count = 0;//编码位数为0
    tree[n]->lchild = tree[num1];
    tree[n]->rchild = tree[num2];
    n++;
}

void Huffmantree(int &n,bnode *tree[maxlen])//构造哈夫曼树
{
    int i,num;
    bool flags = true;//标识
    while(flags)
    {
        num = 0;//计数
        for(i=0;i<n;i++)//统计未使用结点数
        {
            if(tree[i]->flags)
            {
                num++;
            }
        }
        if(num>=2)
        {
            merge(n,tree);//合并当前根结点值最小的两棵子树
        }else{
            flags = false;//哈夫曼树构造完成标识
        }
    }
}

void HFTree(bnode *Tree)//中序输出哈夫曼树
{
    if(Tree)
    {
        HFTree(Tree->lchild);
        printf(" %d",Tree->data);
        HFTree(Tree->rchild);
    }
}

void Encode(bnode *Tree)//每个结点进行编码
{
    int i,count;
    if(Tree)
    {
        if(Tree->lchild)//左子树根结点添加0
        {
            count = Tree->code.count;
            for(i=0;i<count;i++)//父节点的编码添加到自己身上
            {
                Tree->lchild->code.Data[i] = Tree->code.Data[i];
                Tree->lchild->code.count++;
            }
            
            Tree->lchild->code.Data[count] = '0';//再添加0
            Tree->lchild->code.count++;
        }
        if(Tree->rchild)//右子树根结点添加1
        {
            count = Tree->code.count;
            for(i=0;i<count;i++)//父节点的编码添加到自己身上
            {
                Tree->rchild->code.Data[i] = Tree->code.Data[i];
                Tree->rchild->code.count++;
            }
            Tree->rchild->code.Data[count] = '1';//再添加1
            Tree->rchild->code.count++;
        }
        Encode(Tree->lchild);//左子树继续
        Encode(Tree->rchild);//右子树继续
    }
    
}

//进行统计各个字符出现的次数
void analyse(FILE *fp)
{ 
    int i;
    bool flags;//标志，是否为新的字符
    char ch;//字符
 
    while((ch = fgetc(fp))!=EOF)//从文件内读取字符
    {     
        flags = true;
        for(i=0;i<num_char;i++)//字符进行处理
        {
            if(ch==CharNum[i].ch)//字符已经存在，次数+1
            {
                CharNum[i].count++; //字符出现次数+1
                flags = false;
                break;
            }
        }
        if(flags)//此字符目前还不存在
        {
            CharNum[num_char].count = 1;//字符出现次数+为
            CharNum[num_char].ch = ch;//新字符保存
            num_char++;//不同字符总次数+!
        }
    }
}


 void Save_Code()//保存编码
 {
     int i,j,k;
     FILE *fp;
     if((fp=fopen("D:/code.txt","w+"))==NULL)
     {
        printf("文件不存在
");
        
     }else{
        fprintf(fp,"%s","字符	编码
");
        printf("[编码结果显示]
字符	编码
");
        //每个字符及其编码包存到文件中
        for(i=0;i<num_char;i++)
        {
            for(j=0;j<num_char;j++)
            {
                if(CharNum[i].ch==tree[j]->ch)//找到字符
                {
                    fprintf(fp,"%c	",CharNum[i].ch);//字符存入文件
                    printf("%c	",CharNum[i].ch);
                    for(k=0;k<tree[j]->code.count;k++)
                    {
                        fprintf(fp,"%c",tree[j]->code.Data[k]);//字符编码存入文件
                        printf("%c",tree[j]->code.Data[k]);
                    }
                    fprintf(fp,"%c",'
');//换行符添加到文件中
                    printf("
");
                }
            }
        }
       fclose(fp);
    }
 }

 void  translate(char file[])//译码
 {
    FILE *fp,*fout;
    char ch;
    int i,k;
    int Line =0;//标识
    if((fp=fopen(file,"r+"))==NULL)
    {
        printf("文件操作出错!
"); 

    }else{
        if((fout=fopen("D:/decode.txt","w+"))==NULL)
        {
            printf("文件不存在
");
        
        }else{
            printf("[译码结果显示]
");
            while((ch = fgetc(fp))!=EOF)//从文件内读取字符
            {   
                Line++;//字符数+1
                for(i=0;i<num_char;i++)
                {
                    if(ch==tree[i]->ch)//找到tree中对应的字符
                    {
                        for(k=0;k<tree[i]->code.count;k++)
                        {
                            fprintf(fout,"%c",tree[i]->code.Data[k]);//字符编码存入文件
                            printf("%c",tree[i]->code.Data[k]);
                        }
                        fprintf(fout,"%c",' ');//换行符添加到文件中
                        printf(" ");
                    }
                }
                if(Line%10==0)
                {
                        fprintf(fout,"%c",'
');//每个10个换行
                        printf("
");
                }
            }
        }
        printf("
");
        fclose(fout);
    }
 }

int main()
{
    int n;
    FILE *fp;
    printf("输入文件路径:");
    char file[30];
    scanf("%s",&file);//输入文件路径
    if((fp=fopen(file,"r+"))==NULL)
    {
        printf("文件操作出错!
"); 

    }else{
        analyse(fp);   
    }

    n = num_char;
    initialization(n,tree);//左右子树初始化
    Huffmantree(n,tree);//构造哈夫曼树
    printf("[哈夫曼树中序输出:");
    HFTree(tree[n-1]);
    printf("
");

    Encode(tree[n-1]);
    Save_Code();
    printf("[编码已经保存!]
");
    translate(file);
    printf("[译码已经保存!]
");
    return 0;
}