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 11:47:51 浏览: 105
以下是利用C语言编写的完整代码,实现从键盘输入一个带空格的英文字母字符串,创建Huffman树,进行Huffman编码,并输出编码结果: ``` #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #define MAX_INPUT_LEN 1000 #define MAX_CODE_LEN 1000 // Huffman树的节点定义 typedef struct huff_node { char c; // 字符 int freq; // 频率 struct huff_node *left; // 左子树 struct huff_node *right; // 右子树 } HuffNode; // Huffman编码表的节点定义 typedef struct code_node { char c; // 字符 char code[MAX_CODE_LEN]; // 编码 } CodeNode; // 统计字符串中每个字符出现的频率 void count_freq(char *str, int freq[]) { int len = strlen(str); for (int i = 0; i < len; i++) { freq[str[i]]++; } } // 创建Huffman树 HuffNode* create_huff_tree(int freq[]) { HuffNode **nodes = (HuffNode**) malloc(sizeof(HuffNode*) * 256); for (int i = 0; i < 256; i++) { if (freq[i] > 0) { HuffNode *node = (HuffNode*) malloc(sizeof(HuffNode)); node->c = i; node->freq = freq[i]; node->left = NULL; node->right = NULL; nodes[i] = node; } else { nodes[i] = NULL; } } // 构建Huffman树 while (1) { int i, j; int min1 = -1, min2 = -1; for (i = 0; i < 256; i++) { if (nodes[i] != NULL && min1 == -1) { min1 = i; } else if (nodes[i] != NULL && nodes[i]->freq < nodes[min1]->freq) { min1 = i; } } for (j = 0; j < 256; j++) { if (nodes[j] != NULL && min2 == -1 && j != min1) { min2 = j; } else if (nodes[j] != NULL && nodes[j]->freq < nodes[min2]->freq && j != min1) { min2 = j; } } if (min2 == -1) { break; } HuffNode *parent = (HuffNode*) malloc(sizeof(HuffNode)); parent->c = 0; parent->freq = nodes[min1]->freq + nodes[min2]->freq; parent->left = nodes[min1]; parent->right = nodes[min2]; nodes[min1] = parent; nodes[min2] = NULL; } HuffNode *root = NULL; for (int i = 0; i < 256; i++) { if (nodes[i] != NULL) { root = nodes[i]; } } free(nodes); return root; } // 根据Huffman树生成Huffman编码表 void generate_code_table(HuffNode *root, char code[], int len, CodeNode *table[]) { if (root->left == NULL && root->right == NULL) { CodeNode *node = (CodeNode*) malloc(sizeof(CodeNode)); node->c = root->c; strncpy(node->code, code, len); table[root->c] = node; return; } code[len] = '0'; code[len + 1] = '\0'; generate_code_table(root->left, code, len + 1, table); code[len] = '1'; code[len + 1] = '\0'; generate_code_table(root->right, code, len + 1, table); } // Huffman编码 void encode(char *str, CodeNode *table[], char *code) { int len = strlen(str); int pos = 0; for (int i = 0; i < len; i++) { CodeNode *node = table[str[i]]; strcat(code + pos, node->code); pos += strlen(node->code); } } // 解码Huffman编码 void decode(char *code, HuffNode *root, char *str) { HuffNode *p = root; int len = strlen(code); int pos = 0; for (int i = 0; i < len; i++) { if (code[i] == '0') { p = p->left; } else if (code[i] == '1') { p = p->right; } if (p->left == NULL && p->right == NULL) { str[pos++] = p->c; p = root; } } str[pos] = '\0'; } int main() { char input[MAX_INPUT_LEN]; int freq[256] = {0}; CodeNode *table[256] = {NULL}; char code[MAX_INPUT_LEN * 10] = ""; printf("请输入一个带空格的英文字母字符串:\n"); fgets(input, MAX_INPUT_LEN, stdin); count_freq(input, freq); HuffNode *root = create_huff_tree(freq); char huff_code[MAX_CODE_LEN] = ""; generate_code_table(root, huff_code, 0, table); encode(input, table, code); printf("Huffman编码结果为:%s\n", code); char decode_str[MAX_INPUT_LEN] = ""; decode(code, root, decode_str); printf("解码结果为:%s\n", decode_str); return 0; } ``` 程序的逻辑如下: 1. 从键盘输入一个带空格的英文字母字符串; 2. 统计字符串中每个字符出现的频率; 3. 根据频率创建Huffman树; 4. 根据Huffman树生成Huffman编码表; 5. 对输入的字符串进行Huffman编码; 6. 输出编码结果; 7. 利用Huffman编码结果对某0-1码流进行解码,得到原字符串。 注释详见代码。
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