基于朴素固定长度编码编写字符串编码的c语言代码,并输出数据为哈夫曼编码后的平均长度,保留两位小数(四舍五入)。

时间: 2023-12-03 17:46:36 浏览: 40
以下是基于朴素固定长度编码编写字符串编码的C语言代码,并输出数据为哈夫曼编码后的平均长度,保留两位小数(四舍五入): ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #define MAX_LEN 1000 #define CODE_LEN 5 typedef struct node { char c; int freq; struct node *left, *right; } Node; typedef struct code { char c; char bits[CODE_LEN + 1]; } Code; void count_freq(char *str, int *freq) { for (int i = 0; i < strlen(str); i++) { freq[(int)str[i]]++; } } Node *new_node(char c, int freq) { Node *node = (Node *)malloc(sizeof(Node)); node->c = c; node->freq = freq; node->left = NULL; node->right = NULL; return node; } Node *build_huffman_tree(int *freq) { Node *min1, *min2, *node; int min1_freq, min2_freq; int i, j, min1_index, min2_index; Node *nodes[MAX_LEN]; for (i = 0, j = 0; i < 256; i++) { if (freq[i] > 0) { nodes[j++] = new_node(i, freq[i]); } } while (j > 1) { min1_index = min2_index = -1; min1_freq = min2_freq = MAX_LEN; for (i = 0; i < j; i++) { if (nodes[i]->freq < min1_freq) { min2_index = min1_index; min2_freq = min1_freq; min1_index = i; min1_freq = nodes[i]->freq; } else if (nodes[i]->freq < min2_freq) { min2_index = i; min2_freq = nodes[i]->freq; } } min1 = nodes[min1_index]; min2 = nodes[min2_index]; node = new_node(0, min1_freq + min2_freq); node->left = min1; node->right = min2; nodes[min1_index] = node; nodes[min2_index] = nodes[--j]; } return nodes[0]; } void encode(Node *root, Code *codes, char *bits, int depth) { if (root->left == NULL && root->right == NULL) { for (int i = 0; i < 256; i++) { if (root->c == i) { codes[i].c = root->c; strcpy(codes[i].bits, bits); break; } } return; } bits[depth] = '0'; encode(root->left, codes, bits, depth + 1); bits[depth] = '1'; encode(root->right, codes, bits, depth + 1); } void print_codes(Code *codes) { for (int i = 0; i < 256; i++) { if (strlen(codes[i].bits) > 0) { printf("%c: %s\n", codes[i].c, codes[i].bits); } } } float calc_avg_length(Code *codes, int *freq) { float sum = 0; for (int i = 0; i < 256; i++) { if (strlen(codes[i].bits) > 0) { sum += freq[i] * strlen(codes[i].bits); } } return sum / strlen(input); } int main() { char input[MAX_LEN]; int freq[256] = {0}; Code codes[256] = {0}; Node *root; char bits[CODE_LEN + 1] = {0}; float avg_len; printf("Enter a string: "); fgets(input, MAX_LEN, stdin); input[strcspn(input, "\n")] = 0; count_freq(input, freq); root = build_huffman_tree(freq); encode(root, codes, bits, 0); print_codes(codes); avg_len = calc_avg_length(codes, freq); printf("Average length after Huffman coding: %.2f\n", avg_len); return 0; } ``` 注意,这里的固定长度编码使用了5位二进制,即每个字符都被编码成5位二进制数。在实际应用中,固定长度编码可能会浪费空间,因为某些字符出现的频率较高,但是它们的编码长度仍然是5位,这样就浪费了一些空间。 哈夫曼编码则是一种变长编码,根据字符出现的频率不同,使用不同长度的二进制数来表示字符。这样可以减少编码长度,提高编码效率。

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