输入一串字符串,根据给定的字符串中字符出现的频率建立相应的哈夫曼树, 构造哈夫曼编码表,在此基础上可以对压缩文件进行压缩(即编码),同时可以对 压缩后的二进制编码文件进行解压(即译码)。C语言版
时间: 2024-12-17 13:20:15 浏览: 21
【C++】根据输入的字符串生成哈夫曼树, 并进行哈夫曼编码和解码
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在C语言中,构建哈夫曼树并生成其编码表的过程通常涉及以下几个步骤:
1. **字符计频**:
首先,遍历输入的字符串,统计每个字符出现的次数,并将结果存储在一个结构体数组或关联数组中,例如使用`struct FrequencyNode`,包含字符、频率和左子节点、右子节点。
```c
typedef struct {
char character;
int frequency;
struct FrequencyNode *left;
struct FrequencyNode *right;
} FrequencyNode;
```
2. **构建哈夫曼树**:
使用优先队列(如二叉堆)和递归算法(赫夫曼编码构建算法),从计数最高的节点开始,每次选择两个频率最低的节点合并成一个新的节点,新节点的频率是两原节点之和,然后将其放入堆中。重复这个过程,直到只剩下一个节点,就是哈夫曼树的根。
3. **编码生成**:
从根节点开始,对于每个原始字符,通过路径上经过的节点进行编码。遇到0就向左走,遇到1就向右走。这样得到的每个字符对应的二进制序列就是其哈夫曼编码。
4. **压缩和解压**:
- **压缩**:遍历原始字符串,替换每个字符为其哈夫曼编码。由于低频字符通常更长,这会使得整体数据长度减少。
- **解压**:读取压缩后的二进制流,按照编码规则逐段恢复出原始字符串。
注意,哈夫曼编码是一种动态编码,适用于数据变化不频繁的情况,因为需要预先计算编码表。对于频繁变动的数据,可能会更适合其他压缩算法如LZW等。
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