写一个对文件进行压缩和解压缩的程序，功能如下：

① 可以对纯英文文档实现压缩和解压；

② 较好的界面程序运行的说明。

 

 

介绍哈夫曼：



 



效率最高的判别树即为哈夫曼树

在计算机数据处理中，霍夫曼编码使用变长编码表对源符号（如文件中的一个字母）进行编码，其中变长编码表是通过一种评估来源符号出现机率的方法得到的，出现机率高的字母使用较短的编码，反之出现机率低的则使用较长的编码，这便使编码之后的字符串的平均长度、期望值降低，从而达到无损压缩数据的目的。

例如，在英文中，e的出现机率最高，而z的出现概率则最低。当利用霍夫曼编码对一篇英文进行压缩时，e极有可能用一个比特来表示，而z则可能花去25个比特（不是26）。用普通的表示方法时，每个英文字母均占用一个字节，即8个比特。二者相比，e使用了一般编码的1/8的长度，z则使用了3倍多。倘若我们能实现对于英文中各个字母出现概率的较准确的估算，就可以大幅度提高无损压缩的比例。

霍夫曼树又称最优二叉树，是一种带权路径长度最短的二叉树。所谓树的带权路径长度，就是树中所有的叶结点的权值乘上其到根结点的路径长度（若根结点为0层，叶结点到根结点的路径长度为叶结点的层数）。树的路径长度是从树根到每一结点的路径长度之和，记为WPL=（W1*L1+W2*L2+W3*L3+...+Wn*Ln），N个权值Wi（i=1,2,...n）构成一棵有N个叶结点的二叉树，相应的叶结点的路径长度为Li（i=1,2,...n）。可以证明霍夫曼树的WPL是最小的。

 

文件压缩与解压

姓名：  范天祚 

1 程序说明

1.1数据结构

哈夫曼树

1.2函数功能说明

printfPercent界面

compress()读取文件内容并加以压缩，将压缩内容写入另一个文档

uncompress()解压缩文件，并将解压后的内容写入新文件

1.3 程序编写的思路及流程

压缩：统计字符出现次数、将节点按出现次数排序、构造哈夫曼树、设置字符编码、读文件字符、按设置好的编码替换字符、写入存储文件

解压：读取文件各参数、转换成二进制码、按码求对应字符、写入存储文件

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

struct head
{
    int b;						  //字符
    long count;                   //文件中该字符出现的次数
    long parent, lch, rch;        //make a tree
    char bits[256];               //the huffuman code
};

struct head header[512], tmp;  //节点树

void printfPercent(int per)
{
	int i = 0;
	printf("|");
	for(i = 0; i < 10; i++)
	{
		if(i < per/10)
			printf(">");
		else
			printf("-");
	}
	printf("|已完成%d%%\n",per);
}

//函数：compress()
//作用：读取文件内容并加以压缩
//将压缩内容写入另一个文档
int compress(const char *filename,const char *outputfile)
{
    char buf[512];
    unsigned char c;
    long i, j, m, n, f;
    long min1, pt1, flength;
    FILE *ifp, *ofp;
	int per = 10;
    ifp = fopen(filename, "rb");                  //打开原始文件
    if (ifp == NULL)
    {
        printf("打开文件失败:%s\n",filename);
        return 0;                             //如果打开失败，则输出错误信息
    }
    ofp = fopen(outputfile,"wb");                 //打开压缩后存储信息的文件
    if (ofp == NULL)
    {
        printf("打开文件失败:%s\n",outputfile);
        return 0;
    }
    flength = 0;
    while (!feof(ifp))
    {
        fread(&c, 1, 1, ifp);
        header[c].count ++;                       //读文件，统计字符出现次数
        flength ++;                               //记录文件的字符总数
    }
    flength --;
    header[c].count --;
    for (i = 0; i < 512; i ++)                    //HUFFMAN算法中初始节点的设置
    {
        if (header[i].count != 0)
            header[i].b = (unsigned char) i;
        else
            header[i].b = -1;
        header[i].parent = -1;
        header[i].lch = header[i].rch = -1;
    }

    for (i = 0; i < 256; i ++)                    //将节点按出现次数排序
    {
        for (j = i + 1; j < 256; j ++)
        {
            if (header[i].count < header[j].count)
            {
                tmp = header[i];
                header[i] = header[j];
                header[j] = tmp;
            }
        }
    }


    for (i = 0; i < 256; i ++)                    //统计不同字符的数量
	{
        if (header[i].count == 0)
            break;
	}

    n = i;
    m = 2 * n - 1;
    for (i = n; i < m; i ++)
    {
        min1 = 999999999;
        for (j = 0; j < i; j ++)
        {
            if (header[j].parent != -1) continue;
            if (min1 > header[j].count)
            {
                pt1 = j;
                min1 = header[j].count;
                continue;
            }
        }
        header[i].count = header[pt1].count;
        header[pt1].parent = i;
        header[i].lch = pt1;
        min1 = 999999999;
        for (j = 0; j < i; j ++)
        {
            if (header[j].parent != -1) continue;
            if (min1 > header[j].count)
            {
                pt1 = j;
                min1 = header[j].count;
                continue;
            }
        }
        header[i].count += header[pt1].count;
        header[i].rch = pt1;
        header[pt1].parent = i;
    }

    for (i = 0; i < n; i ++)                        //构造HUFFMAN树，设置字符的编码
    {
        f = i;
        header[i].bits[0] = 0;
        while (header[f].parent != -1)
        {
            j = f;
            f = header[f].parent;
            if (header[f].lch == j)
            {
                j = strlen(header[i].bits);
                memmove(header[i].bits + 1, header[i].bits, j + 1);
                header[i].bits[0] = '0';
            }
            else
            {
                j = strlen(header[i].bits);
                memmove(header[i].bits + 1, header[i].bits, j + 1);
                header[i].bits[0] = '1';
            }
        }
    }

    //下面的就是读原文件的每一个字符，按照设置好的编码替换文件中的字符
    fseek(ifp, 0, SEEK_SET);                                                //将指针定在文件起始位置
    fseek(ofp, 8, SEEK_SET);                                //以8位二进制数为单位进行读取
    buf[0] = 0;
    f = 0;
    pt1 = 8;

	printf("读取将要压缩的文件:%s\n",filename);
	printf("当前文件有:%d字符\n",flength);
	printf("正在压缩\n");

    while (!feof(ifp))
    {
        c = fgetc(ifp);
        f ++;
        for (i = 0; i < n; i ++)
        {
            if (c == header[i].b) break;
        }
        strcat(buf, header[i].bits);
        j = strlen(buf);
        c = 0;
        while (j >= 8)                                             //当剩余字符数量不小于8个时
        {
            for (i = 0; i < 8; i ++)                               //按照八位二进制数转化成十进制ASCII码写入文件一次进行压缩
            {
                if (buf[i] == '1') c = (c << 1) | 1;
                else c = c << 1;
            }
            fwrite(&c, 1, 1, ofp);
            pt1 ++;
            strcpy(buf, buf + 8);
            j = strlen(buf);
        }
		if(100 * f/flength > per)
		{
			printfPercent(per);
			per += 10;
		}
        if (f == flength)
			break;
    }
	printfPercent(100);

    if (j > 0)                                                      //当剩余字符数量少于8个时
    {
        strcat(buf, "00000000");
        for (i = 0; i < 8; i ++)
        {
            if (buf[i] == '1') c = (c << 1) | 1;
            else c = c << 1;                                        //对不足的位数进行补零
        }
        fwrite(&c, 1, 1, ofp);
        pt1 ++;
    }
    fseek(ofp, 0, SEEK_SET);                                        //将编码信息写入存储文件
	fwrite(&flength,1,sizeof(flength),ofp);
    fwrite(&pt1, sizeof(long), 1, ofp);
    fseek(ofp, pt1, SEEK_SET);
    fwrite(&n, sizeof(long), 1, ofp);
    for (i = 0; i < n; i ++)
    {
		tmp = header[i];

        fwrite(&(header[i].b), 1, 1, ofp);
		pt1++;
        c = strlen(header[i].bits);
        fwrite(&c, 1, 1, ofp);
		pt1++;
        j = strlen(header[i].bits);

        if (j % 8 != 0)                                             //当位数不满8时，对该数进行补零操作
        {
            for (f = j % 8; f < 8; f ++)
                strcat(header[i].bits, "0");
        }

        while (header[i].bits[0] != 0)
        {
            c = 0;
            for (j = 0; j < 8; j ++)
            {
                if (header[i].bits[j] == '1') c = (c << 1) | 1;
                else c = c << 1;
            }
            strcpy(header[i].bits, header[i].bits + 8);
            fwrite(&c, 1, 1, ofp);                                            //将所得的编码信息写入文件
			pt1++;
        }

		header[i] = tmp;
    }
    fclose(ifp);
    fclose(ofp);                                                              //关闭文件

	printf("压缩后文件为:%s\n",outputfile);
    printf("压缩后文件有:%d字符\n",pt1 + 4);

    return 1;                                       //返回压缩成功信息
}


//函数：uncompress()
//作用：解压缩文件，并将解压后的内容写入新文件
int uncompress(const char *filename,const char *outputfile)
{
    char buf[255], bx[255];
    unsigned char c;
	char out_filename[512];
    long i, j, m, n, f, p, l;
    long flength;
	int per = 10;
	int len = 0;
    FILE *ifp, *ofp;
	char c_name[512] = {0};
    ifp = fopen(filename, "rb");                                              //打开文件
    if (ifp == NULL)
    {
        return 0;     //若打开失败，则输出错误信息
    }

													  //读取原文件长
	if(outputfile)
		strcpy(out_filename,outputfile);
	else
		strcpy(out_filename,c_name);

    ofp = fopen(out_filename, "wb");                                            //打开文件
    if (ofp == NULL)
    {
        return 0;
    }

	fseek(ifp,0,SEEK_END);
	len = ftell(ifp);
	fseek(ifp,0,SEEK_SET);

	printf("将要读取解压的文件:%s\n",filename);
	printf("当前文件有:%d字符\n",len);
	printf("正在解压\n");

    fread(&flength, sizeof(long), 1, ifp);                                    //读取原文件长
    fread(&f, sizeof(long), 1, ifp);
    fseek(ifp, f, SEEK_SET);
    fread(&n, sizeof(long), 1, ifp);                                          //读取原文件各参数
    for (i = 0; i < n; i ++)                                                  //读取压缩文件内容并转换成二进制码
    {
        fread(&header[i].b, 1, 1, ifp);
        fread(&c, 1, 1, ifp);
        p = (long) c;
        header[i].count = p;
        header[i].bits[0] = 0;
        if (p % 8 > 0) m = p / 8 + 1;
        else m = p / 8;
        for (j = 0; j < m; j ++)
        {
            fread(&c, 1 , 1 , ifp);
            f = c;
            _itoa(f, buf, 2);
            f = strlen(buf);
            for (l = 8; l > f; l --)
            {
                strcat(header[i].bits, "0");                                  //位数不足，执行补零操作
            }
            strcat(header[i].bits, buf);
        }
        header[i].bits[p] = 0;
    }

    for (i = 0; i < n; i ++)
    {
        for (j = i + 1; j < n; j ++)
        {
            if (strlen(header[i].bits) > strlen(header[j].bits))
            {
                tmp = header[i];
                header[i] = header[j];
                header[j] = tmp;
            }
        }
    }

    p = strlen(header[n-1].bits);
    fseek(ifp, 8, SEEK_SET);
    m = 0;
    bx[0] = 0;


    while (1)
    {
        while (strlen(bx) < (unsigned int)p)
        {
            fread(&c, 1, 1, ifp);
            f = c;
            _itoa(f, buf, 2);
            f = strlen(buf);
            for (l = 8; l > f; l --)
            {
                strcat(bx, "0");
            }
            strcat(bx, buf);
        }
        for (i = 0; i < n; i ++)
        {
            if (memcmp(header[i].bits, bx, header[i].count) == 0) break;
        }
        strcpy(bx, bx + header[i].count);
        c = header[i].b;
        fwrite(&c, 1, 1, ofp);
        m ++;

		if(100 *  m/flength > per)
		{
			printfPercent(per);
			per += 10;
		}
        if (m == flength) break;
    }
	printfPercent(100);

    fclose(ifp);
    fclose(ofp);

	printf("解压后文件为:%s\n",out_filename);
    printf("解压后文件有:%d字符\n",flength);

    return 1;                   //输出成功信息
}

int main(int argc,const char *argv[])
{
	memset(&header,0,sizeof(header));
    memset(&tmp,0,sizeof(tmp));

	compress("测试文档.txt","测试文档.txt.zip");
	uncompress("测试文档.txt.zip","测试文档.txt 解压后.txt");
	system("pause");

	return 0;
}


 

2 功能展示

2.1 控制台显示



2.2 文件效果

开始时只有一个文件《测试文档.txt》：



打开《测试文档.txt》



《测试文档.txt》文件大小：



程序运行结束后多了两个文件：



以文本形式打开压缩二进制文件《测试文档.txt.zip》：



《测试文档.txt.zip》文件属性：

<b>【github上下载zip文件遇见的问题】</b>
压缩文件下载后打不开，提示文件已损坏或"系统找不到指定的设备”，换谷歌浏览器下载，这可能是QQ浏览器的bug。

用QT建立了一个纯C++代码，打开文件时出错。

使用的是相对路径：

fstream file1;ifstream file2;ifstream file3;ifstream file4;ifstream file5;
file1.open("AngleValue.txt",ios::in|ios::out|ios::binary);

 打开文件失败



请教了同事之后，改成绝对路径，成功。

注意：QT里绝对路径要改成下边的格式

C:\\Users\\lenovo\\Documents\\QT5.5\\src\\AngleValue.txt

参考链接：https://blog.csdn.net/u014563989/article/details/45377751?locationNum=7&fps=1

#include <iostream>
#include<fstream>
#include"kinematics.h"
using namespace std;

int main()
{
    //import data
    double EEthetaValue[50][6];double Measure[50][3];double EEthetaValueZx[6];double MeasureZx[3];double DH[4][6];	double DH_nominal[6][4];
    fstream file1;ifstream file2;ifstream file3;ifstream file4;ifstream file5;
    file1.open("D:\\AngleValue.txt",ios::in|ios::out|ios::binary);//50个点的关节坐标值
    file2.open("D:\\Measure.txt",ios::in|ios::out|ios::binary);//50个点的笛卡尔坐标值
    file3.open("D:\\AngleValueZx.txt",ios::in|ios::out|ios::binary);//球心点的关节坐标值
    file4.open("D:\\MeasureZx.txt",ios::in|ios::out|ios::binary);//球心点的笛卡尔坐标值
    file5.open("D:\\DH.txt",ios::in|ios::out|ios::binary);//球心点的笛卡尔坐标值
    if (!file1.is_open()) {
        cout << "OPen AngleValue.txt failed!\n";
    } else{
    for(int i=0;i<50;i++) {
        for(int j=0;j<6;j++) {
            file1>>EEthetaValue[i][j];      
           } }}
    if (!file2.is_open()) {
        cout << "OPen Measure.txt failed!\n";
    } else{
    for(int i=0;i<50;i++) {
        for(int j=0;j<3;j++) {
            file2>>Measure[i][j];
        }}}
    if (!file3.is_open()) {
        cout << "OPen AngleValueZx.txt failed!\n";
    } else{
    for(int i=0;i<6;i++) {
        file3>>EEthetaValueZx[i];
    }}
    if (!file4.is_open()) {
        cout << "OPen MeasureZx.txt failed!\n";
    } else{
    for(int i=0;i<3;i++) {
        file4>>MeasureZx[i];
    }}
    if (!file5.is_open()) {
        cout << "OPen DH.txt failed!\n";
    } else{
    for(int i=0;i<4;i++) {
        for(int j=0;j<6;j++) {
            file5>>DH[i][j];
        }}}
    file1.close(); file2.close(); file3.close(); file4.close(); file5.close();
    for(int i=0;i<4;i++) {
        for(int j=0;j<6;j++) {
           DH_nominal[j][i]=DH[i][j];
        }
    }


    return 0;
}


 

问题如下：压缩文件正常有8.5M，15个文件，但360压缩打开只有一个空文件。



解决办法：如果，压缩文件右键→打开方式→Windows资源管理器，就可以打开了。