Question

我正在尝试实现一个霍夫曼树。

我想做一个简单测试的简单.txt文件的内容：

aaaaabbbbccd

字符频率：a：5，b：4，c：2，d：1

代码表:(数据类型 1 s且 0 s：字符串）

a:0
d:100
c:101
b:11

我想写成二进制文件的结果：（22位）

0000011111111101101100

如何将逐位将此结果的每个字符作为二进制文件写入“.dat”文件？（不是字符串）

Answer 1

答案：你不能。

您可以写入文件（或从中读取）的最小金额为char或unsigned char。出于所有实际目的，char只有8位。

您将需要一个char缓冲区，以及它所拥有的位数的计数。当该数字达到8时，您需要将其写出，并将计数重置为0.您还需要一种方法来在最后刷新缓冲区。（不是你不能将22位写入文件 - 你只能写16或24.你需要一些方法来标记最后哪些位未被使用。）

类似的东西：

struct BitBuffer {
    FILE* file; // Initialization skipped.
    unsigned char buffer = 0;
    unsigned count = 0;

    void outputBit(unsigned char bit) {
         buffer <<= 1;         // Make room for next bit.
         if (bit) buffer |= 1; // Set if necessary.
         count++;              // Remember we have added a bit.
         if (count == 8) {
             fwrite(&buffer, sizeof(buffer), 1, file); // Error handling elided.
             buffer = 0;
             count = 0;
         }
    }
};

Answer 2

OP问道：

如何将此结果的每个字符逐位写为“.dat”文件的二进制文件？（不是字符串）

你不能，这就是为什么......

记忆模型

为C ++抽象机器定义计算机内存存储的语义。

C ++程序可用的内存是 bytes 的一个或多个连续序列。内存中的每个字节都有一个唯一的地址。

<强>字节

byte 是最小的可寻址内存单位。它被定义为一个连续的位序列，大到足以保存任何UTF-8代码单元（256个不同的值）和{em}基本执行字符集的任何成员{/ 1}}的值（需要(since C++14)的96个字符。与C类似，C ++支持大小为8位且更大的single-byte。

类型bytes，char和unsigned char使用一个字节表示存储和值。一个字节中的位数可以signed char或CHAR_BIT访问。

std::numeric_limits<unsigned char>::digits

的致意

您可以在此处找到此页面：cppreference:memory model

这来自2017-03-21：标准

©ISO / IEC N4659

4.4 C ++内存模型 [intro.memory] 
C ++内存模型中的基本存储单元是字节。一个字节至少足以包含基本执行字符集（5.3）的任何成员和Unicode UTF-8编码形式的八位代码单元，并由一个连续的位序列组成，^{4 < / sup>其数量是实现定义的。最低有效位称为低位;最重要的位称为高位。 C ++程序可用的内存由一个或多个连续字节序列组成。每个字节都有一个唯一的地址。}

[注意：类型的表示形式在6.9中描述。 - 结束记录]

内存位置是标量类型的对象，或者是具有非零宽度的相邻位域的最大序列。 [注意：该语言的各种功能，例如引用和虚函数，可能涉及程序无法访问但由实现管理的其他内存位置。 - 结束注释]两个或多个执行线程（4.7）可以访问单独的内存位置而不会产生干扰   彼此。

[注意：因此，位字段和相邻的非位字段位于不同的存储单元中，因此可以通过两个执行线程同时更新而不会产生干扰。这同样适用于两个位字段，如果一个在嵌套的结构声明中声明而另一个未声明，或者两者是由零长度位字段声明分隔，或者它们是由非位分隔 - 现场声明。如果它们之间的所有字段也是非零宽度的位字段，则同时更新同一结构中的两个位字段是不安全的。 - 结束记录]
[示例：声明为
的结构
cppreference.com
包含四个独立的内存位置：字段a和位字段d和e.ee是每个单独的内存   位置，并且可以同时修改而不会相互干扰。位域b和c   一起构成第四个记忆位置。位字段b和c不能同时修改，但是   例如，b和a可以。 - 结束示例]
<小时/>   ^{4）一个字节中的位数由标题struct {
char a;
int b:5,
c:11,
:0,
d:8;
struct {int ee:8;} e;
}
中的宏 CHAR_BIT 报告。}

此版本标准可在此处找到：第8页上的www.open-std.org部分<climits>＆amp; 9。

对于标准字节，可以在程序中写入的最小可能存储器模块是8个连续位或更多位。即使使用位字段，§ 4.4要求仍然有效。您可以在1 byte内操纵，切换，设置各个位，但不能单独编写byte。

可以做的是使用bits缓冲区写入位数。写入所需位后，您需要将剩余的未使用位标记为byte或padding。

修改

[注意：] - 使用un-used buffer bits或bit fields时，您必须考虑的一件事是{{1}特定架构。

Answer 3

答案：可以。

您好，根据我的经验，我找到了一种简单的方法。对于此任务，您需要定义自己和字符数组（例如，仅需要1个字节，它可以更大）。之后，您必须定义函数以从任何元素访问特定位。例如，如何编写表达式以从C ++中的char中获取第3位的值。

*/*position is [1,..,n], and bytes 
are in little endian and index from 0`enter code here`*/
int bit_at(int position, unsigned char byte)
{
  return (byte & (1 << (position - 1)));
}*

现在您可以像这样想象字节数组 [b1，...，bn]

现在我们在内存中实际拥有的是8 * n位内存我们可以尝试像这样可视化它。注意：数组归零！ | 0000 0000 | 0000 0000 | ... | 0000 0000 |

现在，您或任何人想要了解如何操纵它以从此数组中获取特定位。当然会有某种转换，但这不是问题。最后，对于您提供的编码，即： a：0 d：100 c：101 b：11

我们可以对消息“ abcd”进行编码，并创建一个包含位的数组消息，使用元素数组作为位数组，例如：

| 0111 0110 | 0000 0000 |

您可以将此内容写入内存，最多可以有7位多余的空间。这是一个简单的示例，但可以扩展到更多示例。我希望这能回答您的问题。

将位写入文件？

3 个答案:

答案：可以。