用C语言编写一段程序来建立频度链表来统计字符的频度,从高到低输出各个字符频度,利用该频度链表,建立相应的哈夫曼树,并得到相应的哈夫曼编码。

时间: 2024-05-15 18:14:12 浏览: 17
以下是用C语言实现的频度链表、哈夫曼树和哈夫曼编码的代码: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #define MAX_CHAR 256 // 频度链表节点 typedef struct freq_node { char c; // 字符 int freq; // 频度 struct freq_node *next; } freq_node_t; // 哈夫曼树节点 typedef struct huffman_node { char c; // 字符 int freq; // 频度 struct huffman_node *left; struct huffman_node *right; } huffman_node_t; // 哈夫曼编码节点 typedef struct huffman_code { char c; // 字符 char code[MAX_CHAR]; } huffman_code_t; // 创建频度链表 freq_node_t *create_freq_list(char *str) { freq_node_t *list = NULL; freq_node_t *cur = NULL; int freq[MAX_CHAR] = {0}; int len = strlen(str); // 统计字符频度 for (int i = 0; i < len; i++) { freq[(int)str[i]]++; } // 创建频度链表 for (int i = 0; i < MAX_CHAR; i++) { if (freq[i] > 0) { freq_node_t *node = (freq_node_t *)malloc(sizeof(freq_node_t)); node->c = (char)i; node->freq = freq[i]; node->next = NULL; if (!list) { list = node; } else { cur->next = node; } cur = node; } } return list; } // 打印频度链表 void print_freq_list(freq_node_t *list) { printf("Frequency List:\n"); printf("---------------\n"); while (list) { printf("%c: %d\n", list->c, list->freq); list = list->next; } printf("\n"); } // 插入节点到频度链表中 freq_node_t *insert_freq_node(freq_node_t *list, freq_node_t *node) { if (!list) { list = node; } else if (node->freq >= list->freq) { node->next = list; list = node; } else { freq_node_t *cur = list; while (cur->next && node->freq < cur->next->freq) { cur = cur->next; } node->next = cur->next; cur->next = node; } return list; } // 构建哈夫曼树 huffman_node_t *build_huffman_tree(freq_node_t *list) { huffman_node_t *root = NULL; while (list && list->next) { freq_node_t *node1 = list; freq_node_t *node2 = list->next; list = list->next->next; // 创建新节点 huffman_node_t *new_node = (huffman_node_t *)malloc(sizeof(huffman_node_t)); new_node->c = '\0'; new_node->freq = node1->freq + node2->freq; new_node->left = (huffman_node_t *)node1; new_node->right = (huffman_node_t *)node2; // 插入到链表中 list = insert_freq_node(list, (freq_node_t *)new_node); root = new_node; } return root; } // 递归生成哈夫曼编码 void generate_huffman_code(huffman_node_t *node, char *code, int depth, huffman_code_t *huffman_codes) { if (node->left) { code[depth] = '0'; generate_huffman_code(node->left, code, depth + 1, huffman_codes); } if (node->right) { code[depth] = '1'; generate_huffman_code(node->right, code, depth + 1, huffman_codes); } if (!node->left && !node->right) { // 找到叶子节点,生成哈夫曼编码 huffman_code_t *huffman_code = &huffman_codes[(int)node->c]; huffman_code->c = node->c; strncpy(huffman_code->code, code, depth); huffman_code->code[depth] = '\0'; } } // 生成哈夫曼编码 void build_huffman_code(huffman_node_t *root, huffman_code_t *huffman_codes) { char code[MAX_CHAR] = {0}; generate_huffman_code(root, code, 0, huffman_codes); } // 打印哈夫曼编码 void print_huffman_code(huffman_code_t *huffman_codes) { printf("Huffman Code:\n"); printf("-------------\n"); for (int i = 0; i < MAX_CHAR; i++) { if (huffman_codes[i].c) { printf("%c: %s\n", huffman_codes[i].c, huffman_codes[i].code); } } printf("\n"); } int main() { char str[] = "hello world"; freq_node_t *freq_list = create_freq_list(str); print_freq_list(freq_list); huffman_node_t *root = build_huffman_tree(freq_list); huffman_code_t huffman_codes[MAX_CHAR] = {0}; build_huffman_code(root, huffman_codes); print_huffman_code(huffman_codes); return 0; } ``` 该程序首先创建频度链表,统计每个字符在字符串中出现的频率,并按频率从高到低排序。然后根据频度链表构建哈夫曼树,再递归生成哈夫曼编码。最后打印出频度链表和哈夫曼编码两个结果。

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