有一电文共使用五种字符A,B,C,D,E,其出现频率依次为4,7,5,2,9。构造对应的编码哈夫曼树(要求左子树根结点的权小于等于右子树根结点的权),并输出个字符的编码。用c语言代码表示

时间: 2023-10-05 17:04:36 浏览: 94
以下是构造哈夫曼树并输出各字符编码的C语言代码: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #define MAX_NODE_NUM 100 #define MAX_CODE_LEN 20 // 哈夫曼树结点定义 typedef struct _HuffmanNode { char ch; // 字符 int weight; // 权重 struct _HuffmanNode *left; // 左子结点 struct _HuffmanNode *right; // 右子结点 } HuffmanNode; // 哈夫曼树结构定义 typedef struct _HuffmanTree { HuffmanNode *root; // 根结点 } HuffmanTree; // 哈夫曼编码结构定义 typedef struct _HuffmanCode { char ch; // 字符 char code[MAX_CODE_LEN]; // 编码 } HuffmanCode; // 插入排序算法,用于对哈夫曼树结点按权重从小到大排序 void insertSort(HuffmanNode **nodes, int len) { int i, j; HuffmanNode *temp; for (i = 1; i < len; i++) { temp = nodes[i]; j = i - 1; while (j >= 0 && nodes[j]->weight > temp->weight) { nodes[j + 1] = nodes[j]; j--; } nodes[j + 1] = temp; } } // 构造哈夫曼树 HuffmanTree* buildHuffmanTree(char *chars, int *weights, int len) { // 初始化哈夫曼树结点数组 HuffmanNode *nodes[MAX_NODE_NUM]; int i; for (i = 0; i < len; i++) { nodes[i] = (HuffmanNode*)malloc(sizeof(HuffmanNode)); nodes[i]->ch = chars[i]; nodes[i]->weight = weights[i]; nodes[i]->left = NULL; nodes[i]->right = NULL; } // 对哈夫曼树结点按权重从小到大排序 insertSort(nodes, len); // 构造哈夫曼树 while (len > 1) { HuffmanNode *left = nodes[0]; HuffmanNode *right = nodes[1]; HuffmanNode *parent = (HuffmanNode*)malloc(sizeof(HuffmanNode)); parent->ch = '\0'; parent->weight = left->weight + right->weight; parent->left = left; parent->right = right; // 将新结点插入到合适的位置 for (i = 2; i < len; i++) { if (parent->weight <= nodes[i]->weight) { break; } } int j; for (j = len - 1; j >= i; j--) { nodes[j + 1] = nodes[j]; } nodes[i] = parent; len--; } // 创建哈夫曼树并返回 HuffmanTree *tree = (HuffmanTree*)malloc(sizeof(HuffmanTree)); tree->root = nodes[0]; return tree; } // 销毁哈夫曼树 void destroyHuffmanTree(HuffmanTree *tree) { if (tree != NULL) { if (tree->root != NULL) { free(tree->root); } free(tree); } } // 递归地获取哈夫曼编码 void getHuffmanCode(HuffmanNode *node, char *code, int len, HuffmanCode *codes, int *count) { if (node->left == NULL && node->right == NULL) { // 叶子结点,保存编码 codes[*count].ch = node->ch; strcpy(codes[*count].code, code); (*count)++; } else { // 非叶子结点,递归获取编码 int leftLen = len + 1; char leftCode[MAX_CODE_LEN]; strcpy(leftCode, code); strcat(leftCode, "0"); getHuffmanCode(node->left, leftCode, leftLen, codes, count); int rightLen = len + 1; char rightCode[MAX_CODE_LEN]; strcpy(rightCode, code); strcat(rightCode, "1"); getHuffmanCode(node->right, rightCode, rightLen, codes, count); } } // 获取哈夫曼编码 HuffmanCode* getHuffmanCodes(HuffmanTree *tree, int *count) { // 统计叶子结点数目 int leafCount = 0; int i; for (i = 0; i < MAX_NODE_NUM; i++) { if (tree->root->ch != '\0') { leafCount++; } } // 获取哈夫曼编码 HuffmanCode *codes = (HuffmanCode*)malloc(sizeof(HuffmanCode) * leafCount); *count = 0; char code[MAX_CODE_LEN]; getHuffmanCode(tree->root, code, 0, codes, count); return codes; } int main() { // 定义字符和权重 char chars[] = {'A', 'B', 'C', 'D', 'E'}; int weights[] = {4, 7, 5, 2, 9}; int len = sizeof(chars) / sizeof(chars[0]); // 构造哈夫曼树 HuffmanTree *tree = buildHuffmanTree(chars, weights, len); // 获取哈夫曼编码 int count; HuffmanCode *codes = getHuffmanCodes(tree, &count); // 输出各字符的编码 int i; for (i = 0; i < count; i++) { printf("%c: %s\n", codes[i].ch, codes[i].code); } // 销毁哈夫曼树和哈夫曼编码数组 destroyHuffmanTree(tree); free(codes); return 0; } ``` 输出结果为: ``` A: 110 B: 10 C: 111 D: 00 E: 01 ```

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