C语言基于哈夫曼树的数据压缩算法代码

时间: 2023-10-04 22:05:54 浏览: 56
以下是C语言基于哈夫曼树的数据压缩算法代码: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #define MAX_FREQ 256 typedef struct { unsigned char ch; int freq; } node_t; node_t heap[MAX_FREQ]; int heap_size = 0; void swap(node_t *a, node_t *b) { node_t tmp = *a; *a = *b; *b = tmp; } void push_heap(node_t x) { heap[++heap_size] = x; int i = heap_size; while (i > 1 && heap[i].freq < heap[i/2].freq) { swap(&heap[i], &heap[i/2]); i /= 2; } } node_t pop_heap() { node_t ret = heap[1]; heap[1] = heap[heap_size--]; int i = 1; while (i*2 <= heap_size) { int child = i*2; if (child+1 <= heap_size && heap[child+1].freq < heap[child].freq) child++; if (heap[i].freq < heap[child].freq) break; swap(&heap[i], &heap[child]); i = child; } return ret; } int freq[MAX_FREQ]; char code[MAX_FREQ][MAX_FREQ]; int code_len[MAX_FREQ]; void build_huffman_tree() { while (heap_size > 1) { node_t a = pop_heap(); node_t b = pop_heap(); node_t c = {0, a.freq + b.freq}; push_heap(c); for (int i = 0; i < MAX_FREQ; i++) { code[c.ch][i] = '\0'; if (code[a.ch][i] != '\0') { code[c.ch][i+1] = '\0'; strcat(code[c.ch], code[a.ch]); code_len[c.ch] = strlen(code[c.ch]); } if (code[b.ch][i] != '\0') { code[c.ch][i+1] = '\0'; strcat(code[c.ch], code[b.ch]); code_len[c.ch] = strlen(code[c.ch]); } } } } int main() { char str[] = "hello world"; int len = strlen(str); for (int i = 0; i < len; i++) freq[str[i]]++; for (int i = 0; i < MAX_FREQ; i++) { if (freq[i] > 0) { node_t n = {i, freq[i]}; push_heap(n); } } build_huffman_tree(); printf("Original string: %s\n", str); printf("Huffman code:\n"); for (int i = 0; i < len; i++) { printf("%s", code[str[i]]); } printf("\n"); return 0; } ``` 该程序首先统计给定字符串中每个字符出现的频率,然后使用哈夫曼树算法将字符编码为可变长度的二进制编码。程序使用了一个最小堆来维护频率最小的节点,因此该程序的时间复杂度为 $O(n \log n)$,其中 $n$ 是字符集大小。

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