C++哈夫曼编码译码

直接上代码

#include<iostream>
#include<conio.h>
#include<windows.h>
#include<ctime>
#define max 50
using namespace std;

typedef char **HuffmanCode;        //动态分配叔祖存哈夫曼编码表 
typedef struct{
    int weight;
    int pareat,lch,rch;
    char chara;
}HTNode,*HuffmanTree;

void signin_menu();
void help();
void help2();
void CLS();
void exit_system();
void signin();
void Tmenu();
void CreatHuffmanTree(HuffmanTree &ht,int n);
void Select(HuffmanTree ht,int n, int &s1, int &s2);
void CreatHuffmanCode(HuffmanTree ht,HuffmanCode &hc,int n);
void ShowHuffmanCode(HuffmanTree ht,HuffmanCode hc, int n);
void ShowHuffmanTree(HuffmanTree ht,int n);
void decode(HuffmanTree ht,int n); 

int main()
{
    system("color 71");        //设置字体颜色和背景 
    
    int choose, ch, n;
    HuffmanTree ht;
    HuffmanCode hc;
    
    while(1)
    {
        signin_menu();
        if(!(cin>>choose))
        {
            cout<<"输入格式错误，将退出系统"<<endl;
            //getchar();
            system("pause");
            exit(0);
        }
        else
        {
            switch(choose)
            {
                case 1:
                    signin();
                    while(1)
                    {
                        Tmenu();
                        cout<<"\t\t\t\t            请选择您要进行的内容：";
                        if(!(cin>>ch))
                        {
                            cout<<"输入格式错误，将退出系统"<<endl;
                            //getchar();
                            system("pause");
                            exit(0);
                        }
                        
                        switch(ch)
                        {
                            case 1:
                                cout<<"请输入要编码的字母的个数：";
                                cin>>n;
                                CreatHuffmanTree(ht,n);
                                CLS();
                                break;
                            case 2:
                                ShowHuffmanTree(ht,n);
                                CLS(); 
                                break;
                            case 3:
                                CreatHuffmanCode(ht,hc,n);
                                CLS();
                                break;
                            case 4:
                                ShowHuffmanCode(ht,hc,n);
                                CLS();
                                break;
                            case 5:
                                decode(ht,n);
                                CLS();
                                break;
                            case 6:
                                help2();
                                CLS();
                                break; 
                            case 7:
                                exit_system();
                                break;
                            default:
                                cout<<"请输入正确选项！！";
                                CLS();    
                        }
                    }
                    break;
                case 2:
                    help();
                    CLS();
                    break;
                case 3:
                    exit_system();
                    break;
                default:
                    cout<<"请输入正确选项！！";
                    CLS();    
            }
        }
    }
}

void signin_menu()
{
    cout<<endl; 
    cout<<endl;
    cout<<"\t\t\t\t********************************************************************"<<endl;
    cout<<"\t\t\t\t**************      登    陆    系    统    菜    单    ************"<<endl;
    cout<<"\t\t\t\t********************************************************************"<<endl;
    cout<<"\t\t\t\t            **********************************************"<<endl;
    cout<<"\t\t\t\t            **            1. 用户系统登录               **"<<endl;
    cout<<"\t\t\t\t            **********************************************"<<endl; 
    cout<<"\t\t\t\t            **            2. 登陆系统说明与帮助         **"<<endl;
    cout<<"\t\t\t\t            **********************************************"<<endl;
    cout<<"\t\t\t\t            **            3. 退出系统                   **"<<endl;
    cout<<"\t\t\t\t            **********************************************"<<endl;
    time_t now_time;

    time(&now_time); 

     printf("\t\t\t\t当前时间为%s ",ctime (&now_time) );
    cout<<"\t\t\t\t            请输入您要进行的内容："; 
    
}

void exit_system()
{
    cout<<"\n\n";
    cout<<"                         ********************************************************************\n";
    cout<<"                         ******** 谢谢您的使用,希望您有一个好的体验,本次服务到此结束！*******\n"; 
    cout<<"                         ********************************************************************\n";
    exit(0);
}

void help()
{
    cout<<"\t\t\t\t           =============================="<<endl;
    cout<<"\t\t\t\t           *欢迎使用系统帮助！"<<endl;
    cout<<"\t\t\t\t           *警告：请不要暴力输出！"<<endl;
    cout<<"\t\t\t\t           *密码输入次数只有三次！"<<endl;
    cout<<"\t\t\t\t           *用户登录密码为  yz666"<<endl;
    cout<<"\t\t\t\t           *谢谢您的使用！"<<endl;
    cout<<"\t\t\t\t           =============================="<<endl;
}

void CLS()
{
    system("pause");
    system("cls");
}

void signin()
{
    char passward1[15];
    char m[15]={"yz666"};
    char c;
    int count = 0;
    
    while(1)
    {
        int i = 0;
        
        if(count == 3)
        {
            cout<<"\t\t\t\t您的次数已用尽！！！将退出系统。";
            system("pause");
            exit(0);
        }
        cout<<"\t\t\t\t请输入登录密码：__________\b\b\b\b\b\b\b\b\b\b";
        
        while(1)
        {
            c = getch();        //从键盘读取一个字符，但不显示在屏幕 
            
            if(c == '\r')
            {
                passward1[i] = '\0';
                break;
            }
            
            else if(c == '\b')
            {
                i--;
                cout<<"\b \b";
            }
            
            else
            {
                passward1[i] = c;
                i++;
                cout<<"*";
            }
        }
        
        if(strcmp(passward1,m) == 0)
        {
            cout<<"\n\n\t\t\t\t\t登录成功！"<<endl;
            system("pause");
            system("cls");
            break; 
        }
        
        else
        {
            count++;
            cout<<endl;
            cout<<"密码错误"<<count<<"次，请重新输入。"<<endl;
            cout<<endl;
            cout<<endl; 
        }
    }
}

void Tmenu()
{
    cout<<"\t\t\t\t********************************************************************"<<endl;
    cout<<"\t\t\t\t**************            用    户    菜    单          ************"<<endl;
    cout<<"\t\t\t\t********************************************************************"<<endl;
    cout<<"\t\t\t\t            **********************************************"<<endl;
    cout<<"\t\t\t\t            **            1. 构造哈夫曼树               **"<<endl;
    cout<<"\t\t\t\t            **********************************************"<<endl;
    cout<<"\t\t\t\t            **            2. 输出哈夫曼树的信息         **"<<endl;
    cout<<"\t\t\t\t            **********************************************"<<endl;
    cout<<"\t\t\t\t            **            3. 进行哈夫曼树编码           **"<<endl;
    cout<<"\t\t\t\t            **********************************************"<<endl;
    cout<<"\t\t\t\t            **            4. 输出编码信息并编码         **"<<endl;
    cout<<"\t\t\t\t            **********************************************"<<endl;
    cout<<"\t\t\t\t            **            5. 进行哈夫曼树译码           **"<<endl;
    cout<<"\t\t\t\t            **********************************************"<<endl;
    cout<<"\t\t\t\t            **            6. 帮助                       **"<<endl;
    cout<<"\t\t\t\t            **********************************************"<<endl;
    cout<<"\t\t\t\t            **            7. 退出系统                   **"<<endl;
    cout<<"\t\t\t\t            **********************************************"<<endl;
}

void help2()
{
    cout<<"\t\t\t\t           =============================="<<endl;
    cout<<"\t\t\t\t           *欢迎使用系统帮助！"<<endl;
    cout<<"\t\t\t\t           *警告：请不要暴力输出！"<<endl;
    cout<<"\t\t\t\t           *请先构造哈弗曼树在编码，最后译码"<<endl;
    cout<<"\t\t\t\t           *谢谢您的使用！"<<endl;
    cout<<"\t\t\t\t           =============================="<<endl;
}

void Select(HuffmanTree ht,int n, int &s1, int &s2)
{
//    int i, min1 = max, min2 = max;
//    s1 = 0;
//    s2 = 0;
//    for(int i=1;i<=n;i++)
//    {
//        if(ht[i].pareat == 0){
//            if(ht[i].weight<min1){
//                min2=min1;
//                s2 = s1;
//                min1=ht[i].weight;
//                s1 = i;
//            }
//            else if(ht[i].weight<min2){
//                min2 = ht[i].weight;
//                s2 = i;
//            }
//        }
//    }
    int i;
    for(i=1;i<=n;i++)
        if(ht[i].pareat == 0)        //对未构造的进行选择
        {    
            s1=i;
            break; 
        }
    
    for(i = s1+1;i<=n;i++)
        if(ht[i].pareat == 0)
        {
            if(ht[i].weight<ht[s1].weight)
                s1 = i;
        }
    
    for(i = 1;i<=n;i++)
        if(ht[i].pareat == 0&&i!=s1)
        {
        
            s2 = i;
            break;
        }
    for(i = s2+1;i<=n;i++)
        if(ht[i].pareat == 0&&i != s1)
        {
            if(ht[i].weight<ht[s2].weight)
                s2 = i;
        }
    
}

void CreatHuffmanTree(HuffmanTree &ht,int n)
{
    int s1,s2;
    
    if(n <= 1)
    {
        cout<<"叶子结点的个数不能少于1";
        exit(0); 
    }
    
    int m = 2*n-1;        //m为总结点数
    ht=new HTNode[m+1];        //0号单元未用
    for(int i=1;i<m+1;i++)        //初始化树中每个结点的双亲左右孩子 
    {
        ht[i].pareat=0;
        ht[i].lch=0;
        ht[i].rch=0;
    }
    
    for(int i=n+1;i<=m;i++)        //将非叶子结点的元素设为#； 
        ht[i].chara='#';
    
    for(int i=1;i<=n;i++)        //输入前n个单元中叶子结点的权值 
    {
        cout<<"请输入第"<<i<<"个元素的结点："; 
        cin>>ht[i].chara;
        cout<<"请输入该结点的权值：";
        cin>>ht[i].weight;
    }
    for(int i=n+1;i<=m;i++)
    {
        Select(ht,i-1,s1,s2);
        ht[s1].pareat = i;
        ht[s2].pareat = i;        //s1,s2的双亲为i，且在下次比较时删除了s1,s2
        ht[i].lch = s1;
        ht[i].rch = s2;
        ht[i].weight = ht[s1].weight+ht[s2].weight; 
    }
    cout<<"创建成功！！"<<endl;
}

void CreatHuffmanCode(HuffmanTree ht,HuffmanCode &hc,int n)        //hc二维数组 
{
    int c, i, f,start;
    char *cd;
    hc = new char*[n+1];    //分配n个字符编码的头指针 
    cd = new char[n];        //cd存放得到的0，1，最多n-1层，多一个存\0 
    
    cd[n-1] = '\0';
    for(i=1;i<=n;i++)        //有几个结点要找几次 ，找双亲，看结点是双亲的左孩子或右孩子得到0，1 
    {
        start = n-1;        //cd倒着放 
        c=i;        //c用于记录回溯置根节点经过的结点下标 
        f=ht[i].pareat;
        
        while(f!=0)        //从叶子向上回溯，直到根节点 
        {
            start--;        //回溯一次start向前一个位置 
            if(ht[f].lch == c)
                cd[start] = '0';    //结点是左孩子，则生成0 
            else
                cd[start] = '1';    //结点是右孩子，则生成1
            c = f;
            f=ht[f].pareat;        //向上回溯 
        }
        hc[i] = new char[n-start];        //为第i个字符串编码分配空间 
        strcpy(hc[i],&cd[start]);        //将cd从start开始的编码复制到hc中 
    }
    delete cd;
    cout<<"正在进行编码..."<<endl;
    Sleep(3000);
    cout<<"创建成功"<<endl;
}

void ShowHuffmanTree(HuffmanTree ht,int n)
{
    cout<<"哈夫曼树的信息如下："<<endl; 
    cout<<"character weight parent lchild rchild"<<endl;
    for(int i=1;i<=2*n-1;i++)
        cout<<ht[i].chara<<"     "<<ht[i].weight<<"     "<<ht[i].pareat<<"    "<<ht[i].lch<<"    "<<ht[i].rch<<endl;
}

void ShowHuffmanCode(HuffmanTree ht,HuffmanCode hc, int n)
{
    cout<<"\t\t\t\t            =============="<<endl;
    for(int i=1;i<=n;i++)
        cout<<"\t\t\t\t            "<<ht[i].chara<<"的编码"<<hc[i]<<endl;
    cout<<"\t\t\t\t            =============="<<endl;
    
    string ch;
    cout<<"\t\t\t\t请输入字符：";
    cin>>ch;
    cout<<"\t\t\t\t编码结果如下：";
    for(int i=0;i<=n;i++)
    {
        for(int j=0;j<=n;j++)
            if(ch[i] == ht[j].chara)
                cout<<hc[j];
    }
}

void decode(HuffmanTree ht,int n)
{
    string b;
    int i ,j = 0, m = 2 * n - 1;
    i=m;
    
    cout<<"\t\t\t\t请输入编码:";        //输入编码 
    cin>>b;
    cout<<"\t\t\t\t译码结果为：";
    while(j<b.length())
    {
        if(b[j] == '0'){    
            i = ht[i].lch;
            j++;
            if(ht[i].lch == 0&&ht[i].rch == 0)
            {
                cout<<ht[i].chara;
                i = m;        //回到根节点 
            }
        }
        else if(b[j] == '1'){
            i = ht[i].rch;
            j++;
            if(ht[i].lch == 0&&ht[i].rch == 0)
            {
                cout<<ht[i].chara;
                i = m;        //回到根节点 
            }    
        }
        else
        {
            cout<<endl<<"\t\t\t\tERROR"<<endl;
            return;
        }
//        if(ht[i].lch == '0'&&ht[i].rch == '0')
//        {
//            cout<<ht[i].chara;
//            i = m;        //回到根节点 
//        }
    }
}