数据结构与算法期末作业 - 哈夫曼算法压缩与解压缩ASCII文件
项目简介
本项目源于疫情期间的一次特别学术挑战,作为数据结构与算法课程的期末实践作业。本程序专为ASCII字符文件设计,采用了经典的哈夫曼编码(Huffman Coding)技术来实现文件的高效压缩与解压缩功能。这不仅是一个学习成果的展示,也是对算法应用能力的一次实战检验。
功能概述
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压缩功能:允许用户通过修改
main
函数中的buildTree
字符串变量,自定义要处理的文本或字符集。程序基于输入的字符频率构建哈夫曼树,并生成相应的哈夫曼编码。 -
解压缩功能:支持用户输入由哈夫曼算法生成的二进制代码。程序借助之前构建的哈夫曼树,准确无误地将这些二进制序列解码回原始的ASCII字符串。特别提醒,仅限于哈夫曼树中存在的字符可以被成功解码,任何额外的字符或非二进制输入将会导致解码错误。
使用指南
- 编译运行:确保你的开发环境已配置好C/C++编译器,如GCC或Clang。
- 修改输入:在提供的源代码中找到
buildTree
函数,可根据需要调整初始化字符串,用于生成哈夫曼树的基础频率统计。 - 执行压缩:程序会基于你设定的字符频率,自动进行文件压缩编码。
- 尝试解压:接着,你可以输入对应的哈夫曼编码串,验证解压缩过程是否能够正确还原字符。
- 注意事项:
- 解码时,务必确保使用正确的编码串,且不含哈夫曼树外的字符。
- 输入格式错误(比如包含非0、1字符)会导致错误提示:“The input string is not coded correctly!”
技术核心
- 哈夫曼树(Huffman Tree):一种带权路径长度最短的二叉树,用于找出最优的编码方式。
- 哈夫曼编码:一种前缀编码方法,保证编码唯一可解析,非常适合数据压缩。
学习与交流
本项目的完成,是对数据结构与算法领域的一次深入探索。对于学习哈夫曼算法、提升文件处理及算法思维能力有着宝贵的参考价值。欢迎所有对数据压缩、算法设计有兴趣的学习者交流探讨,共同进步。
通过此项目,你不仅能掌握哈夫曼算法的精髓,还能实际动手解决文件压缩的实际问题,是一次理论联系实践的绝佳体验。祝你在学习和使用过程中有所收获!