STM32中,用c语言写一个哈夫曼树压缩字符串函数
时间: 2023-08-31 15:19:08 浏览: 151
基于C语言实现的利用哈夫曼树实现文本文件压缩解压.zip
### 回答1:
好的,以下是一个用C语言编写的基本的哈夫曼树压缩字符串函数:
```
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
// 哈夫曼树节点结构体
struct HuffmanNode {
char data;
int freq;
struct HuffmanNode *left;
struct HuffmanNode *right;
};
// 哈夫曼编码结构体
struct HuffmanCode {
char data;
char *code;
};
// 计算字符串中每个字符的出现频率
int *calculateFrequencies(char *str, int len) {
int *freq = (int *)calloc(256, sizeof(int));
for (int i = 0; i < len; i++) {
freq[(int)str[i]]++;
}
return freq;
}
// 创建哈夫曼树
struct HuffmanNode *createHuffmanTree(int *freq) {
struct HuffmanNode *node, *left, *right;
int i;
// 创建节点数组
struct HuffmanNode **nodes = (struct HuffmanNode **)malloc(256 * sizeof(struct HuffmanNode *));
for (i = 0; i < 256; i++) {
if (freq[i] > 0) {
node = (struct HuffmanNode *)malloc(sizeof(struct HuffmanNode));
node->data = (char)i;
node->freq = freq[i];
node->left = NULL;
node->right = NULL;
nodes[i] = node;
} else {
nodes[i] = NULL;
}
}
// 创建哈夫曼树
while (1) {
// 找到频率最小的两个节点
int min1 = -1, min2 = -1;
for (i = 0; i < 256; i++) {
if (nodes[i] != NULL) {
if (min1 == -1 || nodes[i]->freq < nodes[min1]->freq) {
min2 = min1;
min1 = i;
} else if (min2 == -1 || nodes[i]->freq < nodes[min2]->freq) {
min2 = i;
}
}
}
// 如果只剩下一个节点,那么这个节点就是根节点
if (min2 == -1) {
return nodes[min1];
}
// 否则,将这两个节点合并成一个新的节点
left = nodes[min1];
right = nodes[min2];
node = (struct HuffmanNode *)malloc(sizeof(struct HuffmanNode));
node->data = '\0';
node->freq = left->freq + right->freq;
node->left = left;
node->right = right;
nodes[min1] = node;
nodes[min2] = NULL;
}
}
// 递归生成哈夫曼编码
void generateHuffmanCode(struct HuffmanNode *node, char *prefix, int prefixLen, struct HuffmanCode *codes) {
if (node == NULL) {
return;
}
if (node->left == NULL && node->right == NULL) {
int i;
for (i = 0; i < prefixLen; i++) {
codes[(int)node->data].code[i] = prefix[i];
}
codes[(int)node->data].code[prefixLen] = '\0';
} else {
prefix[p
### 回答2:
在STM32中,可以使用C语言编写一个哈夫曼树压缩字符串的函数。下面是一个简单的示例代码:
首先,需要定义一个表示节点的结构体,包含字符、出现频率和左右孩子指针:
```c
typedef struct Node {
char data;
int frequency;
struct Node* left;
struct Node* right;
} Node;
```
接下来,定义一个优先队列,用于构建哈夫曼树:
```c
typedef struct PriorityQueue {
int size;
Node* nodes[256]; // 假设只处理ASCII字符
} PriorityQueue;
```
然后,实现一些辅助函数,如创建哈夫曼树节点、创建优先队列等:
```c
Node* createNode(char data, int frequency) {
Node* newNode = (Node*)malloc(sizeof(Node));
if (newNode == NULL) {
// 内存分配失败处理
return NULL;
}
newNode->data = data;
newNode->frequency = frequency;
newNode->left = NULL;
newNode->right = NULL;
return newNode;
}
PriorityQueue* createPriorityQueue() {
PriorityQueue* queue = (PriorityQueue*)malloc(sizeof(PriorityQueue));
if (queue == NULL) {
// 内存分配失败处理
return NULL;
}
queue->size = 0;
for (int i = 0; i < 256; i++) {
queue->nodes[i] = NULL;
}
return queue;
}
```
接下来,编写一个构建哈夫曼树的函数,该函数接收一个字符串作为输入,并返回根节点的指针:
```c
Node* buildHuffmanTree(char* input) {
// 统计字符频率
int frequencies[256] = {0};
for (int i = 0; input[i] != '\0'; i++) {
frequencies[(int)input[i]]++;
}
// 创建优先队列
PriorityQueue* queue = createPriorityQueue();
// 将字符和频率存储为节点,并插入优先队列
for (int i = 0; i < 256; i++) {
if (frequencies[i] > 0) {
Node* newNode = createNode((char)i, frequencies[i]);
if (newNode == NULL) {
// 节点创建失败处理
destroyPriorityQueue(queue); // 销毁优先队列
return NULL;
}
insert(queue, newNode);
}
}
// 逐步合并节点构建哈夫曼树
while (queue->size > 1) {
Node* left = removeMin(queue);
Node* right = removeMin(queue);
Node* parent = createNode('\0', left->frequency + right->frequency);
if (parent == NULL) {
// 节点创建失败处理
destroyPriorityQueue(queue); // 销毁优先队列
return NULL;
}
parent->left = left;
parent->right = right;
insert(queue, parent);
}
// 返回根节点
return removeMin(queue);
}
```
最后,可以使用上述函数进行字符串压缩。压缩的过程涉及到构建哈夫曼树、创建编码表等步骤,这部分代码较为复杂,这里仅提供一个简单的示例代码供参考。
该代码只是一个简单的演示,并没有处理异常情况、内存释放等问题。在实际应用中,需要细致处理这些细节,保证功能的正确性和可靠性。
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