Форум программистов, компьютерный форум CyberForum.ru

кодировка Хаффмана - C++

Восстановить пароль Регистрация
 
Рейтинг: Рейтинг темы: голосов - 11, средняя оценка - 4.64
PhenixOfDoctor
1 / 1 / 0
Регистрация: 29.12.2013
Сообщений: 23
10.01.2014, 19:04     кодировка Хаффмана #1
Дорогие программисты. Вот был написан код "кодировка Хаффмана", и тут мы вводим количество данных и их частоту. Но я не могу то ли понять,то ли я туплю, написать вероятность появления символов. Просто уже битый час сижу и ломаю голову.
C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
#include <climits>
 
using namespace std;
struct node
{
    node * leftChild;
    node * rightChild;
    double frequency;
    string content;
    string code;
 
 
};
 
vector<node> nodeArray;// Use nodeArray to record all the nodes that may be created in the whole process
 
node  extractMin()
{
    double temp = (double) INT_MAX;
    vector<node>::iterator i1,pos;
    for(i1 = nodeArray.begin(); i1!=nodeArray.end(); i1++)
    {
 
        if(temp>(*i1).frequency)
        {
            pos = i1;
            temp = (*i1).frequency;
        }
    }
 
    node tempNode = (*pos);
    nodeArray.erase(pos);
 
    return tempNode;
}
node getHuffmanTree()
{
    while(!nodeArray.empty())
    {
 
 
        node * tempNode = new node;
        node * tempNode1 = new node;
        node * tempNode2 = new node;
        *tempNode1 = extractMin();
        *tempNode2 = extractMin();
 
 
        tempNode->leftChild = tempNode1;
        tempNode->rightChild = tempNode2;
        tempNode->frequency = tempNode1->frequency+tempNode2->frequency;
        nodeArray.push_back(*tempNode);
        if(nodeArray.size() == 1)//only the root node exsits
        {
            break;
        }
    }
    return nodeArray[0];
}
 
 
void BFS(node * temproot,string s)
{
    node * root1 = new node;
    root1 = temproot;
 
    root1->code = s;
    if(root1 == NULL)
    {
 
    }
    else if(root1->leftChild == NULL && root1->rightChild == NULL)
    {
 
        cout<<"the content is "<<root1->content<<endl;
        cout<<"and its corresponding code is "<<root1->code<<endl;
    }
    else
    {
 
        root1->leftChild->code = s.append("0");
        s.erase(s.end()-1);
        root1->rightChild->code = s.append("1");
        s.erase(s.end()-1);
 
 
        BFS(root1->leftChild,s.append("0"));
        s.erase(s.end()-1);
        BFS(root1->rightChild,s.append("1"));
        s.erase(s.end()-1);
    }
 
}
 
 
 
 
void getHuffmanCode()
{
    int size,i;
    double tempDouble;
    string tempString = "";
 
    cout<<"Пожалуйста, введите количество данных, которые вы хотите закодировать!"<<endl;
    cin>>size;
 
    for(i = 0; i<size; i++)
    {
        cout<<"Пожалуйста, введите то, что вы хотите кодировать и их частоты появления!"<<endl;
        node tempNode;
        cin>>tempString;
        cin>>tempDouble;
 
 
        tempNode.frequency = tempDouble;
        tempNode.content = tempString;
        tempNode.leftChild = NULL;
        tempNode.rightChild = NULL;
        nodeArray.push_back(tempNode);
    }
 
 
    node root = getHuffmanTree();
 
 
    BFS(&root,"");
 
}
 
 
int main()
{
 
    vector<int> test;
    test.push_back(1);
    test.push_back(2);
    test.push_back(3);
    test.push_back(4);
    vector<int>::iterator i1 = test.begin();
    test.erase(i1);
 
    setlocale(LC_ALL,"Russian");
    getHuffmanCode();
    return 0;
}
Similar
Эксперт
41792 / 34177 / 6122
Регистрация: 12.04.2006
Сообщений: 57,940
10.01.2014, 19:04     кодировка Хаффмана
Посмотрите здесь:

кодирование хаффмана C++
Алгоритм Хаффмана C++
C++ Алгоритм Хаффмана
C++ Код Хаффмана
C++ Алгоритм Хаффмана
После регистрации реклама в сообщениях будет скрыта и будут доступны все возможности форума.
RHB
33 / 33 / 8
Регистрация: 27.01.2013
Сообщений: 200
10.01.2014, 19:57     кодировка Хаффмана #2
Ээээх, как я вас понимаю. За работоспособность кода не ручаюсь, писался он давно и не мною, но вот у меня есть этот файл, в нем кодирования по методу Хаффмана, Шеннона, Фано, Гилберта-Мура.

C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
// ConsoleApplication3.cpp: определяет точку входа для консольного приложения.
//
 
#include "stdafx.h"
 
#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
 
using namespace std;
 
long double p[256];
long double p2[256];
int c[256][256]; // массив с кодами
int l[256]; // длина
long double Q[256];
 
int up(int n, double q)
{
    int i;
    for (i = n - 2; i >= 1; i--)
    {
        if (p[i-1] <= q)
        {
            p[i] = p[i-1];
        }
        else
        {
            break;
        }
    }
    p[i] = q;
    return i;
}
//-------------------------------
int down(int n, int j)
{
    int i, z, l1;
    int s[16];
 
    for (z = 0; z<16; z++)
    {
        s[z] = c[j][z];
    }
    l1 = l[j];
    for (i = j; i <= n - 2; i++)
    {
        for (z = 0; z<16; z++)
        {
            c[i][z] = c[i+1][z];
        }
        l[i] = l[i+1];
    }
    for (z = 0; z<16; z++)
    {
        c[n-1][z] = s[z];
        c[n][z] = s[z];
    }
    c[n-1][l1] = 0;
    c[n][l1] = 1;
    l[n-1] = l1 + 1;
    l[n] = l1 + 1;
 
    return 0;
}
//-------------------------------
int huffman(int n)
{
    double q;
    int j;
    if (n == 1)
    {
        c[0][0] = 0;
        l[0] = 1;
        c[1][0] = 1;
        l[1] = 1;
    }
    else
    {
        q = p[n-1] + p[n];
        j = up(n, q);
        huffman(n - 1);
        down(n, j);
    }
    return 0;
}
 
void shennon(int n)
{
    //p[0] = 0; 
    Q[0] = 0;
    for (int i = 1; i <= n; i++)
    {
        Q[i] = Q[i - 1] + p[i-1];
        l[i] = (int)((-1) * (log10(p[i-1]) / log10(2)));
    }
    for (int i = 1; i <= n; i++)
    {
        for (int j = 1; j <= l[i]+1; j++) // <= или < проверить!!!
        {
            Q[i - 1] = Q[i - 1] * 2;
            c[i][j-1] = (int)Q[i - 1];
            if (Q[i - 1] > 1) Q[i - 1] = Q[i - 1] - 1;
        }
    }
}
 
int Med(int L, int R)
{
    float Sl = 0;
    for (int i = L; i < R; i++)
    {
        Sl += p[i];
    }
    float Sr = p[R];
    int m = R;
 
    while (fabs(Sr - Sl)>fabs(Sr + p[m - 1] - (Sl - p[m - 1])))
    {
        m--;
        Sl -= p[m];
        Sr += p[m];
    }
    return m - 1;
}
 
int Fano(int L, int R, int k)
{
    int m = 0;
    if (L<R)
    {
        k = k + 1;
        m = Med(L, R);
        for (int i = L; i <= R; i++)
        {
            if (i <= m) { c[i][k] = 0; l[i] += 1; }
            else { c[i][k] = 1; l[i] += 1; }
 
        }
        Fano(L, m, k);
        Fano(m + 1, R, k);
    }
 
    return 0;
}
 
int Gil(int n)
{
    float pr = 0;
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        Q[i] = pr + p[i] / 2;
        pr += p[i];
        l[i] = ((-1 * (log(p[i]) / log(2.0f))) + 0.9999999f) + 1.0f;
    }
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        for (int j = 0; j < l[i]; j++)
        {
            Q[i] = Q[i] * 2;
            c[i][j] = Q[i];
            if (Q[i] > 1) Q[i] = Q[i] - 1;
        }
    }
    return 0;
}
 
char *ALF;
int ALFCount = 0;
 
void BigPrintf(bool sh)
{
    cout << "\n---------------------------------------------------------------------------|";
    cout << "\n     Символ    |     Вероятность     |   Кодовое слово   |      Длина      |";
    cout << "\n------------ --|---------------------|-------------------|-----------------|";
    cout << "\n               |                     |                   |                 |\n";
 
    for (int i = 0; i < ALFCount; i++)
    {
        printf("%10c", ALF[i]);
        cout << "     |          ";
        printf("%3.3f", p2[i]);
        cout << "      |      ";
 
        int k = 7;
        for (int j = 0; j < l[i + ((sh) ? 1 : 0)] + (sh) ? 1 : 0; j++)
        {
            cout << c[i + ((sh) ? 1 : 0)][j];
            k--;
        }
        while (k > 0)
        {
            cout << " "; k--;
        }
        cout << "      |   ";
 
        printf("%7d", l[i + ((sh) ? 1 : 0)] + ((sh) ? 1 : 0));
        cout << "       |";
 
        cout << "\n";
    }
    cout << "               |                     |                   |                 |\n";
    cout << "---------------------------------------------------------------------------|";
 
 
    cout << "\n";
}
 
void ReadFile()
{
    setlocale(LC_ALL, "Russian");
    errno_t err;
    FILE *text;
    // Open for read (will fail if file "crt_fopen_s.c" does not exist)
    err = fopen_s(&text, "test.txt", "r");
 
    int count;
 
    //text = fopen("test.txt", "r");
    char *charArray;
    fseek(text, 0, SEEK_END);
    count = ftell(text);
    rewind(text);
 
 
    charArray = new char[count + 1];
    fread(charArray, 1, count, text);
    charArray[count] = 0;
 
 
    ALF = new char[count];
 
 
    int * ACount = new int[count];
    for (int i = 0; i < count; i++)
    {
        ACount[i] = 0;
    }
    for (int i = 0; i < count; i++)
    {
        bool newB = true;
        for (int j = 0; j < ALFCount; j++)
        {
            if (charArray[i] == ALF[j])
            {
                ACount[j]++;
                newB = false;
                break;
            }
        }
        if (newB)
        {
            ALF[ALFCount] = charArray[i];
            ACount[ALFCount]++;
            ALFCount++;
        }
    }
 
    for (int i = 0; i < 6; i++)
    {
        cout << ACount[i] << "  ";
        p[i] = (float)(ACount[i]) / count;
        cout << p[i] << "  ";
    }
 
    for (int i = 0; i < 256; i++)
    {
        p2[i] = p[i];
    }
 
    system("CLS");
}
 
void Clear()
{
    for (int i = 0; i < 256; i++)
    {
        l[i] = 0;
        p[i] = p2[i];
        for (int j = 0; j < 256; j++)
        {
            c[i][j] = 0;
        }
    }
}
 
float NormalLine(int n, long double *p, int *l)
{
    float sum = 0;
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        sum += p[i] * (float)l[i];
    }
    return sum;
}
 
float NormalLineSh(int n, long double *p, int *l)
{
    float sum = 0;
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        sum += p[i] * (float)(l[i+1]+1);
    }
    return sum;
}
 
float Entropia(long double *p, int n)
{
    float sum = 0;
    for (int i = 0; i < n; i++) sum -= p[i] * (log(p[i]) / log(2.0f));
    return sum;
}
 
int main()
{   
    ReadFile();
 
    huffman(ALFCount - 1);
    cout << "  Хаффман\n\n";
    BigPrintf(false);
    cout << "Средняя длина : " << NormalLine(ALFCount, p2, l) << "\n\n\n";
    Clear();
    
    shennon(ALFCount);
    cout << "  Шеннон\n\n";
    BigPrintf(true);
    cout << "Средняя длина : " << NormalLineSh(ALFCount, p2, l) << "\n\n\n";
    Clear();
 
    Fano(0, ALFCount - 1, -1);
    cout << "  Фано\n\n";
    BigPrintf(false);
    cout << "Средняя длина : " << NormalLine(ALFCount, p2, l) << "\n\n\n";
    Clear();
 
    Gil(ALFCount);
    cout << "  Гилберта Мура\n\n";
    BigPrintf(false);
    cout << "Средняя длина : " << NormalLine(ALFCount, p2, l) << "\n\n\n";
    Clear();
 
    cout << "Энтропия: " << Entropia(p2, ALFCount) << "\n\n\n";
    
    system("PAUSE");
    return 0;   
}
В ту папку, где будет exe-шник положите файл test.txt с содержанием
aaaaaaaaabbbbbbbbbcccccdddddfffeeg
Писалось это все под Visual Studio так что если работаете в другом компиляторе... придется подправить некоторые функции, типо ReadFile.
PhenixOfDoctor
1 / 1 / 0
Регистрация: 29.12.2013
Сообщений: 23
10.01.2014, 20:29  [ТС]     кодировка Хаффмана #3
Цитата Сообщение от RHB Посмотреть сообщение
За работоспособность кода не ручаюсь, писался он давно и не мною, но вот у меня есть этот файл, в нем кодирования по методу Хаффмана, Шеннона, Фано, Гилберта-Мура.
переделал под Хаффмана,но не работает,вот код:
C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#include <errno.h>
 
using namespace std;
 
 
long double p[256];
long double p2[256];
int c[256][256]; // массив с кодами
int l[256]; // длина
long double Q[256];
 
int up(int n, double q)
{
    int i;
    for (i = n - 2; i >= 1; i--)
    {
        if (p[i-1] <= q)
        {
            p[i] = p[i-1];
        }
        else
        {
            break;
        }
    }
    p[i] = q;
    return i;
}
//-------------------------------
int down(int n, int j)
{
    int i, z, l1;
    int s[16];
 
    for (z = 0; z<16; z++)
    {
        s[z] = c[j][z];
    }
    l1 = l[j];
    for (i = j; i <= n - 2; i++)
    {
        for (z = 0; z<16; z++)
        {
            c[i][z] = c[i+1][z];
        }
        l[i] = l[i+1];
    }
    for (z = 0; z<16; z++)
    {
        c[n-1][z] = s[z];
        c[n][z] = s[z];
    }
    c[n-1][l1] = 0;
    c[n][l1] = 1;
    l[n-1] = l1 + 1;
    l[n] = l1 + 1;
 
    return 0;
}
//-------------------------------
int huffman(int n)
{
    double q;
    int j;
    if (n == 1)
    {
        c[0][0] = 0;
        l[0] = 1;
        c[1][0] = 1;
        l[1] = 1;
    }
    else
    {
        q = p[n-1] + p[n];
        j = up(n, q);
        huffman(n - 1);
        down(n, j);
    }
    return 0;
}
 
char *ALF;
int ALFCount = 0;
 
void BigPrintf(bool sh)
{
    cout << "\n---------------------------------------------------------------------------|";
    cout << "\n     Символ    |     Вероятность     |   Кодовое слово   |      Длина      |";
    cout << "\n------------ --|---------------------|-------------------|-----------------|";
    cout << "\n               |                     |                   |                 |\n";
 
    for (int i = 0; i < ALFCount; i++)
    {
        printf("%10c", ALF[i]);
        cout << "     |          ";
        printf("%3.3f", p2[i]);
        cout << "      |      ";
 
        int k = 7;
        for (int j = 0; j < l[i + ((sh) ? 1 : 0)] + (sh) ? 1 : 0; j++)
        {
            cout << c[i + ((sh) ? 1 : 0)][j];
            k--;
        }
        while (k > 0)
        {
            cout << " "; k--;
        }
        cout << "      |   ";
 
        printf("%7d", l[i + ((sh) ? 1 : 0)] + ((sh) ? 1 : 0));
        cout << "       |";
 
        cout << "\n";
    }
    cout << "               |                     |                   |                 |\n";
    cout << "---------------------------------------------------------------------------|";
 
 
    cout << "\n";
}
 
void ReadFile()
{
    setlocale(LC_ALL, "Russian");
 
    errno_t err;
    FILE *text;
    // Open for read (will fail if file "crt_fopen_s.c" does not exist)
    err = fopen_s(&text, "test.txt", "r");
 
    int count;
 
    //text = fopen("test.txt", "r");
    char *charArray;
    fseek(text, 0, SEEK_END);
    count = ftell(text);
    rewind(text);
 
 
    charArray = new char[count + 1];
    fread(charArray, 1, count, text);
    charArray[count] = 0;
 
 
    ALF = new char[count];
 
 
    int * ACount = new int[count];
    for (int i = 0; i < count; i++)
    {
        ACount[i] = 0;
    }
    for (int i = 0; i < count; i++)
    {
        bool newB = true;
        for (int j = 0; j < ALFCount; j++)
        {
            if (charArray[i] == ALF[j])
            {
                ACount[j]++;
                newB = false;
                break;
            }
        }
        if (newB)
        {
            ALF[ALFCount] = charArray[i];
            ACount[ALFCount]++;
            ALFCount++;
        }
    }
 
    for (int i = 0; i < 6; i++)
    {
        cout << ACount[i] << "  ";
        p[i] = (float)(ACount[i]) / count;
        cout << p[i] << "  ";
    }
 
    for (int i = 0; i < 256; i++)
    {
        p2[i] = p[i];
    }
 
    system("CLS");
}
 
void Clear()
{
    for (int i = 0; i < 256; i++)
    {
        l[i] = 0;
        p[i] = p2[i];
        for (int j = 0; j < 256; j++)
        {
            c[i][j] = 0;
        }
    }
}
 
float NormalLine(int n, long double *p, int *l)
{
    float sum = 0;
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        sum += p[i] * (float)l[i];
    }
    return sum;
}
 
float NormalLineSh(int n, long double *p, int *l)
{
    float sum = 0;
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        sum += p[i] * (float)(l[i+1]+1);
    }
    return sum;
}
 
float Entropia(long double *p, int n)
{
    float sum = 0;
    for (int i = 0; i < n; i++) sum -= p[i] * (log(p[i]) / log(2.0f));
    return sum;
}
 
int main()
{
    ReadFile();
 
    huffman(ALFCount - 1);
    cout << "  Хаффман\n\n";
    BigPrintf(false);
    cout << "Средняя длина : " << NormalLine(ALFCount, p2, l) << "\n\n\n";
    Clear();
    cout << "Энтропия: " << Entropia(p2, ALFCount) << "\n\n\n";
 
    system("PAUSE");
    return 0;
}
а не работает эта строчка:
C++
1
2
3
4
    errno_t err;
    FILE *text;
    // Open for read (will fail if file "crt_fopen_s.c" does not exist)
    err = fopen_s(&text, "test.txt", "r");
Работаю не в Visual Studio,а в CodeBlocks(стандартная оболочка)
RHB
33 / 33 / 8
Регистрация: 27.01.2013
Сообщений: 200
10.01.2014, 20:38     кодировка Хаффмана #4
Цитата Сообщение от PhenixOfDoctor Посмотреть сообщение
fopen_s
переделайете на другой способ открытия/закрытия файла и все заработает
PhenixOfDoctor
1 / 1 / 0
Регистрация: 29.12.2013
Сообщений: 23
10.01.2014, 20:44  [ТС]     кодировка Хаффмана #5
Все,заработало,но мне нужно еще самому вводить вероятность, Вы не знаете,как это сделать?
RHB
33 / 33 / 8
Регистрация: 27.01.2013
Сообщений: 200
10.01.2014, 21:21     кодировка Хаффмана #6
PhenixOfDoctor, вручную заполнять нужный массив
Yandex
Объявления
10.01.2014, 21:21     кодировка Хаффмана
Ответ Создать тему
Опции темы

Текущее время: 11:38. Часовой пояс GMT +3.
КиберФорум - форум программистов, компьютерный форум, программирование
Powered by vBulletin® Version 3.8.9
Copyright ©2000 - 2016, vBulletin Solutions, Inc.
Рейтинг@Mail.ru