用c语言写电文的编码和译码 任务:从键盘接收一串电文字符,输出对应的哈夫曼编码。同时,能翻译由哈夫曼编码生成的代码串,输出对应的电文字符串。 ①构造一棵哈夫曼树;②实现哈夫曼编码,并用哈夫曼编码生成的代码串进行译码;③程序中字符和权值是可变的,实现程序的灵活性。

时间: 2023-05-27 21:03:10 浏览: 50
```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #define MAX_CHAR 256 typedef struct MinHeapNode{ char data; int freq; struct MinHeapNode *left, *right; }MinHeapNode; typedef struct MinHeap{ int size; int capacity; MinHeapNode **array; }MinHeap; typedef struct HuffmanCode{ char data; char *code; }HuffmanCode; MinHeapNode *newNode(char data, int freq){ MinHeapNode *node = (MinHeapNode*)malloc(sizeof(MinHeapNode)); node->data = data; node->freq = freq; node->left = node->right = NULL; return node; } MinHeap *createMinHeap(int capacity){ MinHeap *heap = (MinHeap*)malloc(sizeof(MinHeap)); heap->size = 0; heap->capacity = capacity; heap->array = (MinHeapNode**)malloc(capacity * sizeof(MinHeapNode*)); return heap; } void swap(MinHeapNode **a, MinHeapNode **b){ MinHeapNode *t = *a; *a = *b; *b = t; } void minHeapify(MinHeap *heap, int idx){ int smallest = idx; int left = 2 * idx + 1; int right = 2 * idx + 2; if(left < heap->size && heap->array[left]->freq < heap->array[smallest]->freq) smallest = left; if(right < heap->size && heap->array[right]->freq < heap->array[smallest]->freq) smallest = right; if(smallest != idx){ swap(&heap->array[idx], &heap->array[smallest]); minHeapify(heap, smallest); } } int isSizeOne(MinHeap *heap){ return heap->size == 1; } MinHeapNode *extractMin(MinHeap *heap){ MinHeapNode *min = heap->array[0]; heap->array[0] = heap->array[heap->size - 1]; --heap->size; minHeapify(heap, 0); return min; } void insertMinHeap(MinHeap *heap, MinHeapNode *node){ ++heap->size; int i = heap->size - 1; while(i && node->freq < heap->array[(i - 1) / 2]->freq){ heap->array[i] = heap->array[(i - 1) / 2]; i = (i - 1) / 2; } heap->array[i] = node; } void buildMinHeap(MinHeap *heap){ int n = heap->size - 1; int i; for(i = (n - 1) / 2; i >= 0; --i) minHeapify(heap, i); } void printArray(int arr[], int n){ int i; for(i = 0; i < n; ++i) printf("%d", arr[i]); printf("\n"); } int isLeaf(MinHeapNode *node){ return !node->left && !node->right; } void generateCodes(MinHeapNode *root, int arr[], int top, HuffmanCode *codes[]){ if(root->left){ arr[top] = 0; generateCodes(root->left, arr, top + 1, codes); } if(root->right){ arr[top] = 1; generateCodes(root->right, arr, top + 1, codes); } if(isLeaf(root)){ int i; for(i = 0; i < top; ++i); HuffmanCode *code = (HuffmanCode*)malloc(sizeof(HuffmanCode)); code->data = root->data; code->code = (char*)malloc(top * sizeof(char)); memcpy(code->code, arr, top * sizeof(char)); codes[root->data] = code; } } int findFrequency(char data[], int n, char c){ int i, count = 0; for(i = 0; i < n; ++i){ if(data[i] == c) ++count; } return count; } void encode(char data[], int n, HuffmanCode *codes[]){ int i; for(i = 0; i < n; ++i){ printf("%s", codes[data[i]]->code); } printf("\n"); } void decode(MinHeapNode *root, char *str, int n){ MinHeapNode *node = root; int i; for(i = 0; i < n; ++i){ if(str[i] == '0') node = node->left; else node = node->right; if(isLeaf(node)){ printf("%c", node->data); node = root; } } } void destroyCodes(HuffmanCode *codes[]){ int i; for(i = 0; i < MAX_CHAR; ++i){ if(codes[i]){ free(codes[i]->code); free(codes[i]); } } } int main(){ char data[MAX_CHAR]; printf("Enter input data: "); fgets(data, MAX_CHAR, stdin); int n = strlen(data); if(data[n - 1] == '\n') data[n - 1] = '\0'; n = strlen(data); int freq[MAX_CHAR] = {0}; int i; for(i = 0; i < n; ++i){ freq[data[i]]++; } MinHeap *heap = createMinHeap(MAX_CHAR); for(i = 0; i < MAX_CHAR; ++i){ if(freq[i] > 0) insertMinHeap(heap, newNode(i, freq[i])); } while(!isSizeOne(heap)){ MinHeapNode *left = extractMin(heap); MinHeapNode *right = extractMin(heap); MinHeapNode *node = newNode('$', left->freq + right->freq); node->left = left; node->right = right; insertMinHeap(heap, node); } MinHeapNode *root = extractMin(heap); HuffmanCode *codes[MAX_CHAR] = {0}; int arr[MAX_CHAR] = {0}; generateCodes(root, arr, 0, codes); printf("Huffman Codes:\n"); printf("----------------\n"); for(i = 0; i < MAX_CHAR; ++i){ if(codes[i]){ printf("%c : %s\n", i, codes[i]->code); } } printf("----------------\n"); printf("Encoded Data:\n"); printf("----------------\n"); encode(data, n, codes); printf("----------------\n"); char code[MAX_CHAR]; printf("Enter code: "); fgets(code, MAX_CHAR, stdin); n = strlen(code); if(code[n - 1] == '\n') code[n - 1] = '\0'; n = strlen(code); printf("Decoded Data:\n"); printf("----------------\n"); decode(root, code, n); printf("\n"); destroyCodes(codes); return 0; } ```

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