Форум программистов, компьютерный форум CyberForum.ru

Алгоритм Хаффмана - C++

Восстановить пароль Регистрация
 
Рейтинг: Рейтинг темы: голосов - 107, средняя оценка - 4.84
Danvern
 Аватар для Danvern
40 / 39 / 3
Регистрация: 22.06.2010
Сообщений: 415
Записей в блоге: 1
03.04.2011, 09:30     Алгоритм Хаффмана #1
Решил разобраться с этим алгоритмом, собственно он состоит из нескольких из таких шагов:
1) Создать массив со всеми символами.
2) Прочитать строку и определить сколько раз каждый символ встречается в ней.
3) Отсортировать по частотности, по убыванию либо по возрастанию.
4) Построить бинарное дерево.
5) Зашифровать файл по бинарному дереву.

1,2,3 пункты я сделал успешно.
Но 4 пункт я вообще не представляю как его сделать, что использовать ...
Можете рассказать как строить это бинарное дерево и самое главное, что использовать при этом строение?

main.cpp
C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
const int MAX_SYM = 256;
#include "class.hpp"
 
int main()
{
  hmn.Init();
  hmn.LoadSymbols();
  hmn.ComputeFreak();
  hmn.OutPut();
  return 0;
}
class.hpp
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
class Haf
{
  char ArrSym[257];
  int ArrFreak[257];
  int TaleSym;
  char MeetSym[257];
  int MeetFreak[257];
public:
  string CinStr;
  void Init();
  void OutPut();
  void LoadSymbols();
  void ComputeFreak();
}hmn;
 
void Haf::Init()
{
  for(int i = 0; i < MAX_SYM;i++)
    ArrFreak[i] = 0;
  TaleSym = 0;
}
 
void Haf::LoadSymbols()
{
  for(int i = 0; i < MAX_SYM;i++)
    ArrSym[i] = (char)i;
}
 
void Haf::ComputeFreak()
{
  cout << "Введите строку:";
  getline(cin,CinStr);
 
  for(int i = 0;i < CinStr.size();i++)
    for(int j = 0;j < MAX_SYM;j++)
    {
      if(CinStr[i] == ArrSym[j])
    {
      ArrFreak[j]++;
      break;
    }
    }
  
  for(int i = 0;i < MAX_SYM;i++)
    {
      if(ArrFreak[i] > 0)
    {
      MeetSym[TaleSym] = ArrSym[i];
      MeetFreak[TaleSym] = ArrFreak[i];
      TaleSym++;
    }
    }
 
  for(int i = TaleSym - 1;i >= 0;i--)
    for(int j = 0;j < i;j++)
      {
    if(MeetFreak[j] > MeetFreak[j + 1])
      {
        int Old = MeetFreak[j];
        MeetFreak[j] = MeetFreak[j + 1];
        MeetFreak[j + 1] = Old;
 
        Old = (int)MeetSym[j];
        MeetSym[j] = MeetSym[j + 1];
        MeetSym[j + 1] = (char)Old;
      }
      }
}
 
 
void Haf::OutPut()
{
  for(int i = 0;i < TaleSym;i++)
      cout << MeetSym[i] << " " << MeetFreak[i] << endl;
}
После регистрации реклама в сообщениях будет скрыта и будут доступны все возможности форума.
Vladimir.
155 / 155 / 10
Регистрация: 24.11.2009
Сообщений: 375
03.04.2011, 12:16     Алгоритм Хаффмана #2
Собсвтенно, правило построения дерева и описывается алгоритмом Хаффмена.
если память не изменяет мне, то
нужно представлять два самых редких символа (с часотой Р1 и Р2), как один новый (с частотой Р = Р1+Р2) и повторять это представление пока не останется всего два символа. Закодировать один 1 второй 0 и выполнить обратый ход для каждого. Т.е. разделять "новые" символы на два подсимвола приписывая 1 и 0 к их кодовым последовательностям.
Звучит ужасно. Пример (в скобках частота):
  • а(30), б(12), в(25), г(3), д(16).
выполняем прямой ход:
  1. а(30), б(12), в(25), г(3), д(16).
  2. а(30), бг(15), д(16), в(25)
  3. а(30), бгд(31), в(25)
  4. ав(55), бгд(31)
кодируем ав 1, бгв 0.
обратный ход(кодовая последовательность в скобках)
  1. ав(1), бгд(0)
  2. ав(1) = а (11),в (10), бгд (0) = бг (01), д(00)
  3. а (11), в (10), бг (01) = б(011), г(010) , д(00)
получаем кодовую таблицу
  • а=11, б=011, в=10, г=010, д=00.
теперь слово "баба" представляется как 0111101111, а слово "гад" как 0101100.

Осталось дело за малым - превратить эту идею в код =)
Danvern
 Аватар для Danvern
40 / 39 / 3
Регистрация: 22.06.2010
Сообщений: 415
Записей в блоге: 1
04.04.2011, 06:19  [ТС]     Алгоритм Хаффмана #3
да в код превратить это самое сложное...
но все равно спасибо теперь хотя бы есть представление как его стоить)))
а то у меня первая идея была это в двумерном массиве строить это самое дерево)))

Добавлено через 16 часов 4 минуты
ну на бумаге я разобрался как делать..
помогите пожалуйста это все в код преобразить или расскажите как это в код преобразовать...
Deviaphan
Делаю внезапно и красиво
Эксперт C++
 Аватар для Deviaphan
1283 / 1217 / 50
Регистрация: 22.03.2011
Сообщений: 3,744
04.04.2011, 07:21     Алгоритм Хаффмана #4
http://compression.ru/download/huff.html
Danvern
 Аватар для Danvern
40 / 39 / 3
Регистрация: 22.06.2010
Сообщений: 415
Записей в блоге: 1
04.04.2011, 09:48  [ТС]     Алгоритм Хаффмана #5
нет мне нужно описание этого алгоритма мне нужно подсказка как реализовать на с++
askerpro
5 / 5 / 1
Регистрация: 17.03.2011
Сообщений: 16
20.05.2012, 18:22     Алгоритм Хаффмана #6
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
using System;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Windows.Forms;
 
namespace huffman
{
    
    public partial class Form1 : Form
    {
        
        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
           
        }
 public class Node
    {
        public char Symbol { get; set; }
        public int Frequency { get; set; }
        public Node Right { get; set; }
        public Node Left { get; set; }
 
        public List<bool> Traverse(char symbol, List<bool> data)
        {
            // Leaf
            if (Right == null && Left == null)
            {
                if (symbol.Equals(this.Symbol))
                {
                    return data;
                }
                else
                {
                    return null;
                }
            }
            else
            {
                List<bool> left = null;
                List<bool> right = null;
 
                if (Left != null)
                {
                    List<bool> leftPath = new List<bool>();
                    leftPath.AddRange(data);
                    leftPath.Add(false);
 
                    left = Left.Traverse(symbol, leftPath);
                }
 
                if (Right != null)
                {
                    List<bool> rightPath = new List<bool>();
                    rightPath.AddRange(data);
                    rightPath.Add(true);
                    right = Right.Traverse(symbol, rightPath);
                }
 
                if (left != null)
                {
                    return left;
                }
                else
                {
                    return right;
                }
            }
        }
    }
    public class HuffmanTree
    {
        private List<Node> nodes = new List<Node>();
        public Node Root { get; set; }
        public Dictionary<char, int> Frequencies = new Dictionary<char, int>();
 
        public void Build(string source)
        {
            for (int i = 0; i < source.Length; i++)
            {
                if (!Frequencies.ContainsKey(source[i]))
                {
                    Frequencies.Add(source[i], 0);
                }
 
                Frequencies[source[i]]++;
            }
 
            foreach (KeyValuePair<char, int> symbol in Frequencies)
            {
                nodes.Add(new Node() { Symbol = symbol.Key, Frequency = symbol.Value });
            }
 
            while (nodes.Count > 1)
            {
                List<Node> orderedNodes = nodes.OrderBy(node => node.Frequency).ToList<Node>();
 
                if (orderedNodes.Count >= 2)
                {
                    // Take first two items
                    List<Node> taken = orderedNodes.Take(2).ToList<Node>();
 
                    // Create a parent node by combining the frequencies
                    Node parent = new Node()
                    {
                        Symbol = '*',
                        Frequency = taken[0].Frequency + taken[1].Frequency,
                        Left = taken[0],
                        Right = taken[1]
                    };
 
                    nodes.Remove(taken[0]);
                    nodes.Remove(taken[1]);
                    nodes.Add(parent);
                }
 
                this.Root = nodes.FirstOrDefault();
 
            }
 
        }
        public List<string> code = new List<string>();
       public IEnumerable<string> codec;
        
        public BitArray Encode(string source)
        {
            List<bool> encodedSource = new List<bool>();
 
            for (int i = 0; i < source.Length; i++)
            {
                List<bool> encodedSymbol = this.Root.Traverse(source[i], new List<bool>());
                encodedSource.AddRange(encodedSymbol);
                this.code.Add("");
                
                foreach (bool a in encodedSymbol.ToArray())
                {   
                    this.code[i]+=Convert.ToInt32(a).ToString();
                }
                
            }
           // IEnumerable<string> 
            codec = code.Distinct();
            
            BitArray bits = new BitArray(encodedSource.ToArray());
           
            return bits;
        }
 
        public string Decode(BitArray bits)
        {
            Node current = this.Root;
            string decoded = "";
 
            foreach (bool bit in bits)
            {
                if (bit)
                {
                    if (current.Right != null)
                    {
                        current = current.Right;
                    }
                }
                else
                {
                    if (current.Left != null)
                    {
                        current = current.Left;
                    }
                }
 
                if (IsLeaf(current))
                {
                    decoded += current.Symbol;
                    current = this.Root;
                }
            }
 
            return decoded;
        }
 
        public bool IsLeaf(Node node)
        {
            return (node.Left == null && node.Right == null);
        }
 
    }
public HuffmanTree htree;
public BitArray encoded;
        private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{           
            int i = 0;
            richTextBox1.Text = "";
          //HuffmanTree htree = new HuffmanTree();
            htree.Build(textBox1.Text);
             encoded = htree.Encode(textBox1.Text);
            MessageBox.Show("Закодировано");
            foreach (bool bit in encoded)
            {
                richTextBox1.Text += ((bit ? 1 : 0).ToString()+" ");
            }
            foreach (KeyValuePair<char, int> item in htree.Frequencies)
            {   
                richTextBox3.Text += ("Символ: " + item.Key + "\tКоличество: " + item.Value.ToString() + "\tЧастота: " + (Math.Round((float)item.Value / textBox1.Text.Length, 3))+"\tКод " + htree.codec.ToArray()[i]+ "\n");
                i++;
            }
            
 
        }
 
        private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            richTextBox2.Text = "";
            
            richTextBox2.AppendText(htree.Decode(encoded));
            
 
        }
 
        private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
        {
             htree = new HuffmanTree();
             textBox1.Width = this.Size.Width - 50;
             richTextBox1.Width = this.Size.Width - 50;
             richTextBox2.Width = this.Size.Width - 50;
             richTextBox3.Width = this.Size.Width - 50;
        }
 
        private void textBox1_Leave(object sender, EventArgs e)
        {
 
        }
    }
   
}
на форме должны быть следующие элементы.
private System.Windows.Forms.TextBox textBox1;
private System.Windows.Forms.Button button1;
private System.Windows.Forms.RichTextBox richTextBox1;
private System.Windows.Forms.Button button2;
private System.Windows.Forms.RichTextBox richTextBox2;
private System.Windows.Forms.Label label1;
private System.Windows.Forms.Label label2;
private System.Windows.Forms.Label label3;
private System.Windows.Forms.RichTextBox richTextBox3;
private System.Windows.Forms.Label label4;

Используйте!
Миниатюры
Алгоритм Хаффмана  
Valeru
Сообщений: n/a
29.05.2012, 19:56     Алгоритм Хаффмана #7
скажите пожалуйста,а есть какие-нибудь особенности при реализации алгоритма? программа не работает...
Ksenia007
0 / 0 / 0
Регистрация: 04.11.2012
Сообщений: 5
04.11.2012, 18:03     Алгоритм Хаффмана #8
а как написать алгоритм Хаффмана на языке Jvscript???((((помогите пожалуйста
MoreAnswers
Эксперт
37091 / 29110 / 5898
Регистрация: 17.06.2006
Сообщений: 43,301
09.11.2012, 00:16     Алгоритм Хаффмана
Еще ссылки по теме:

C++ Алгоритм Хаффмана
C++ Канонический алгоритм Хаффмана
Алгоритм Хаффмана с записью в файл C++

Искать еще темы с ответами

Или воспользуйтесь поиском по форуму:
LorinRein
Сообщений: n/a
09.11.2012, 00:16     Алгоритм Хаффмана #9
Цитата Сообщение от Valeru Посмотреть сообщение
скажите пожалуйста,а есть какие-нибудь особенности при реализации алгоритма? программа не работает...
198 HuffmanTree htree = new HuffmanTree();
разкоментить и заменить
вместо
192 public HuffmanTree htree;

и все чудненько
ну и если VS запросит закинуть еще пустышек

private void textBox1_TextChanged(object sender, EventArgs e) { }

private void richTextBox1_TextChanged(object sender, EventArgs e) { }

private void richTextBox2_TextChanged(object sender, EventArgs e) { }

private void richTextBox3_TextChanged(object sender, EventArgs e) { }
Yandex
Объявления
09.11.2012, 00:16     Алгоритм Хаффмана
Ответ Создать тему
Опции темы

Текущее время: 13:54. 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