用c语言实现下面问题2、假如文件里有一个字符频率表,然后随意输入一个字符串,请编写一个函数对这个字符串构建哈夫曼树和获得该字符串的哈夫曼编码
时间: 2024-02-20 21:00:23 浏览: 190
以下是用C语言实现对一个字符串构建哈夫曼树并获得哈夫曼编码的基本思路:
1. 定义哈夫曼树节点结构体:
```c
struct node {
int freq; // 频率
char ch; // 字符
struct node *left, *right; // 左右子节点
};
```
2. 定义优先队列(最小堆)结构体,用于构建哈夫曼树:
```c
struct priority_queue {
struct node **heap; // 存储节点指针的数组
int size; // 堆大小
};
```
3. 定义哈夫曼树的构建函数:
```c
struct node *build_huffman_tree(char *s, int *freq) {
// 统计字符频率
int i;
for (i = 0; s[i] != '\0'; i++) {
freq[s[i]]++;
}
// 初始化优先队列
struct priority_queue pq;
pq.heap = (struct node **)malloc(sizeof(struct node *) * 256);
pq.size = 0;
// 将字符节点插入优先队列
for (i = 0; i < 256; i++) {
if (freq[i] > 0) {
struct node *n = (struct node *)malloc(sizeof(struct node));
n->freq = freq[i];
n->ch = (char)i;
n->left = NULL;
n->right = NULL;
insert(&pq, n);
}
}
// 构建哈夫曼树
while (pq.size > 1) {
struct node *n1 = delete_min(&pq);
struct node *n2 = delete_min(&pq);
struct node *n3 = (struct node *)malloc(sizeof(struct node));
n3->freq = n1->freq + n2->freq;
n3->left = n1;
n3->right = n2;
insert(&pq, n3);
}
// 返回根节点
return delete_min(&pq);
}
```
4. 定义哈夫曼编码结构体,用于存储每个字符的哈夫曼编码:
```c
struct huffman_code {
char ch;
char *code;
};
```
5. 定义递归函数,生成哈夫曼编码:
```c
void generate_huffman_code(struct node *root, char *code, int depth, struct huffman_code *hc, int *hc_size) {
if (root->left == NULL && root->right == NULL) {
hc[*hc_size].ch = root->ch;
hc[*hc_size].code = (char *)malloc(sizeof(char) * (depth + 1));
strcpy(hc[*hc_size].code, code);
(*hc_size)++;
} else {
code[depth] = '0';
generate_huffman_code(root->left, code, depth + 1, hc, hc_size);
code[depth] = '1';
generate_huffman_code(root->right, code, depth + 1, hc, hc_size);
}
}
```
6. 定义获取哈夫曼编码的函数:
```c
struct huffman_code *get_huffman_code(char *s) {
int freq[256] = {0};
struct node *root = build_huffman_tree(s, freq);
char code[256];
code[0] = '\0';
struct huffman_code *hc = (struct huffman_code *)malloc(sizeof(struct huffman_code) * 256);
int hc_size = 0;
generate_huffman_code(root, code, 0, hc, &hc_size);
return hc;
}
```
7. 使用示例:
```c
int main() {
char *s = "hello world";
struct huffman_code *hc = get_huffman_code(s);
int i;
for (i = 0; i < strlen(s); i++) {
printf("%c: %s\n", s[i], hc[s[i]].code);
}
return 0;
}
```
以上是一个简单的实现,您可以根据实际需求进行修改和完善。
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