利用C语言编写软件实现上述功能。具体要求为:从键盘任意输入一个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: 2024-03-06 07:50:58 浏览: 21
好的,我会给你提供C语言的代码实现,实现从输入文本字符串到生成Huffman编码并输出,再从Huffman编码解码回原始字符串的功能。 首先,构建Huffman树的函数实现如下: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> typedef struct node { char ch; // 存储字符 int freq; // 存储字符出现的频率 struct node *left, *right; // 左右子树 } Node; int freq[26] = {0}; // 存储每个字符出现的频率 // 遍历Huffman树,生成Huffman编码 void encode(Node *root, char *code, int len) { if (root == NULL) { return; } if (root->left == NULL && root->right == NULL) { printf("%c: %s\n", root->ch, code); } else { code[len] = '0'; encode(root->left, code, len + 1); code[len] = '1'; encode(root->right, code, len + 1); } } // 构建Huffman树 Node *buildHuffmanTree(char *str) { int len = strlen(str); for (int i = 0; i < len; i++) { freq[str[i] - 'a']++; // 统计每个字符出现的频率 } // 构建叶子节点 Node *leaves[26]; for (int i = 0; i < 26; i++) { if (freq[i] > 0) { leaves[i] = (Node *)malloc(sizeof(Node)); leaves[i]->ch = 'a' + i; leaves[i]->freq = freq[i]; leaves[i]->left = NULL; leaves[i]->right = NULL; } else { leaves[i] = NULL; } } // 构建Huffman树 Node *nodes[52]; int n = 0; for (int i = 0; i < 26; i++) { if (leaves[i] != NULL) { nodes[n++] = leaves[i]; } } while (n > 1) { int min1 = 0, min2 = 1; if (nodes[min1]->freq > nodes[min2]->freq) { int tmp = min1; min1 = min2; min2 = tmp; } for (int i = 2; i < n; i++) { if (nodes[i]->freq < nodes[min1]->freq) { min2 = min1; min1 = i; } else if (nodes[i]->freq < nodes[min2]->freq) { min2 = i; } } Node *newNode = (Node *)malloc(sizeof(Node)); newNode->freq = nodes[min1]->freq + nodes[min2]->freq; newNode->left = nodes[min1]; newNode->right = nodes[min2]; nodes[min1] = newNode; nodes[min2] = nodes[--n]; } return nodes[0]; } ``` 接下来,实现Huffman编码和解码的函数: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> typedef struct node { char ch; // 存储字符 int freq; // 存储字符出现的频率 struct node *left, *right; // 左右子树 } Node; int freq[26] = {0}; // 存储每个字符出现的频率 // 遍历Huffman树,生成Huffman编码 void encode(Node *root, char *code, int len) { if (root == NULL) { return; } if (root->left == NULL && root->right == NULL) { printf("%c: %s\n", root->ch, code); } else { code[len] = '0'; encode(root->left, code, len + 1); code[len] = '1'; encode(root->right, code, len + 1); } } // 构建Huffman树 Node *buildHuffmanTree(char *str) { int len = strlen(str); for (int i = 0; i < len; i++) { freq[str[i] - 'a']++; // 统计每个字符出现的频率 } // 构建叶子节点 Node *leaves[26]; for (int i = 0; i < 26; i++) { if (freq[i] > 0) { leaves[i] = (Node *)malloc(sizeof(Node)); leaves[i]->ch = 'a' + i; leaves[i]->freq = freq[i]; leaves[i]->left = NULL; leaves[i]->right = NULL; } else { leaves[i] = NULL; } } // 构建Huffman树 Node *nodes[52]; int n = 0; for (int i = 0; i < 26; i++) { if (leaves[i] != NULL) { nodes[n++] = leaves[i]; } } while (n > 1) { int min1 = 0, min2 = 1; if (nodes[min1]->freq > nodes[min2]->freq) { int tmp = min1; min1 = min2; min2 = tmp; } for (int i = 2; i < n; i++) { if (nodes[i]->freq < nodes[min1]->freq) { min2 = min1; min1 = i; } else if (nodes[i]->freq < nodes[min2]->freq) { min2 = i; } } Node *newNode = (Node *)malloc(sizeof(Node)); newNode->freq = nodes[min1]->freq + nodes[min2]->freq; newNode->left = nodes[min1]; newNode->right = nodes[min2]; nodes[min1] = newNode; nodes[min2] = nodes[--n]; } return nodes[0]; } // 从Huffman编码解码回原始字符串 char *decode(Node *root, char *code) { int len = strlen(code); Node *p = root; char *str = (char *)malloc(sizeof(char) * (len + 1)); int j = 0; for (int i = 0; i < len; i++) { if (code[i] == '0') { p = p->left; } else { p = p->right; } if (p->left == NULL && p->right == NULL) { str[j++] = p->ch; p = root; } } str[j] = '\0'; return str; } int main() { char str[100]; printf("请输入一个由小写英文字母组成的字符串:"); scanf("%s", str); Node *root = buildHuffmanTree(str); char code[100] = ""; encode(root, code, 0); char code2[100]; printf("请输入Huffman编码:"); scanf("%s", code2); char *str2 = decode(root, code2); printf("解码结果:%s\n", str2); return 0; } ``` 以上代码实现了从输入文本字符串到生成Huffman编码并输出,再从Huffman编码解码回原始字符串的功能。

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