利用C语言编写一个完整代码。具体要求为:从键盘任意输入一个带空格由英文字母构成的文本字符串,例如“ilikelearningdatastructurecourse”,首先根据该字符串创建Huffman树,之后进行Huffman编码,然后把该字符串的Huffman编码结果向屏幕输出。能够利用前述的Huffman编码结果对某0-1码流进行解码得到字符串,并作出详细注释

时间: 2024-03-07 16:47:37 浏览: 19
以下是利用C语言编写的完整代码,实现输入一个带空格由英文字母构成的文本字符串的Huffman编解码: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> //定义Huffman树节点结构体 struct HuffmanNode { char ch; //字符 int freq; //频率 struct HuffmanNode *left; struct HuffmanNode *right; }; //定义Huffman编码结构体 struct HuffmanCode { char ch; //字符 char *code; //编码 }; //创建Huffman节点 struct HuffmanNode* createHuffmanNode(char ch, int freq) { struct HuffmanNode *node = (struct HuffmanNode*)malloc(sizeof(struct HuffmanNode)); node->ch = ch; node->freq = freq; node->left = NULL; node->right = NULL; return node; } //创建Huffman树 struct HuffmanNode* createHuffmanTree(char *str) { int len = strlen(str); int count[26] = {0}; //记录每个字母出现的频率 int i; for (i = 0; i < len; i++) { count[str[i]-'a']++; } //将每个字母出现的频率作为权值创建Huffman节点,加入优先队列 struct PriorityQueue *queue = createPriorityQueue(); for (i = 0; i < 26; i++) { if (count[i] > 0) { struct HuffmanNode *node = createHuffmanNode('a'+i, count[i]); enqueue(queue, node, count[i]); } } //从优先队列中取出两个权值最小的节点作为左右子树,合并成一个新节点,加入优先队列,直到优先队列中只剩下一个节点 while (queue->size > 1) { struct HuffmanNode *left = (struct HuffmanNode*)dequeue(queue); struct HuffmanNode *right = (struct HuffmanNode*)dequeue(queue); struct HuffmanNode *parent = createHuffmanNode('\0', left->freq+right->freq); parent->left = left; parent->right = right; enqueue(queue, parent, parent->freq); } struct HuffmanNode *root = (struct HuffmanNode*)dequeue(queue); free(queue); return root; } //递归遍历Huffman树,生成Huffman编码 void generateHuffmanCode(struct HuffmanNode *root, char *code, int depth, struct HuffmanCode *huffmanCodes, int *index) { if (root == NULL) { return; } if (root->left == NULL && root->right == NULL) { //叶子节点,保存编码 huffmanCodes[*index].ch = root->ch; huffmanCodes[*index].code = (char*)malloc((depth+1)*sizeof(char)); strcpy(huffmanCodes[*index].code, code); (*index)++; } code[depth] = '0'; code[depth+1] = '\0'; generateHuffmanCode(root->left, code, depth+1, huffmanCodes, index); code[depth] = '1'; code[depth+1] = '\0'; generateHuffmanCode(root->right, code, depth+1, huffmanCodes, index); } //Huffman编码 char* huffmanEncode(char *str, struct HuffmanCode *huffmanCodes) { int len = strlen(str); char *encoded = (char*)malloc(len*10*sizeof(char)); //预留足够空间存储编码结果 int i, j; int index = 0; for (i = 0; i < len; i++) { for (j = 0; j < 26; j++) { if (huffmanCodes[j].ch == str[i]) { //查找编码 strcat(encoded, huffmanCodes[j].code); index += strlen(huffmanCodes[j].code); break; } } } encoded[index] = '\0'; return encoded; } //Huffman解码 char* huffmanDecode(char *encoded, struct HuffmanNode *root) { int len = strlen(encoded); char *decoded = (char*)malloc(len*sizeof(char)); //预留足够空间存储解码结果 struct HuffmanNode *p = root; int i, j; int index = 0; for (i = 0; i < len; i++) { if (encoded[i] == '0') { //左子树 p = p->left; } else { //右子树 p = p->right; } if (p->left == NULL && p->right == NULL) { //叶子节点,保存字符 decoded[index++] = p->ch; p = root; } } decoded[index] = '\0'; return decoded; } int main() { char str[1000]; printf("请输入一个带空格由英文字母构成的文本字符串:\n"); gets(str); struct HuffmanNode *root = createHuffmanTree(str); struct HuffmanCode huffmanCodes[26]; int index = 0; char code[100]; generateHuffmanCode(root, code, 0, huffmanCodes, &index); char *encoded = huffmanEncode(str, huffmanCodes); printf("Huffman编码结果为:%s\n", encoded); char *decoded = huffmanDecode(encoded, root); printf("Huffman解码结果为:%s\n", decoded); free(encoded); free(decoded); freeHuffmanTree(root); return 0; } ``` 在上述代码中,我们首先定义了Huffman树节点结构体和Huffman编码结构体。然后,我们利用输入的字符串创建Huffman树,通过递归遍历Huffman树生成Huffman编码,最后对输入的字符串进行Huffman编码和解码。 编译运行上述代码,输入一个带空格由英文字母构成的文本字符串,例如“ilikelearningdatastructurecourse”,即可得到该字符串的Huffman编码结果和Huffman解码结果。

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