C语言实现随机输入超过10字符及其频度,输出这些字符的哈夫曼编码

时间: 2023-06-19 12:06:10 浏览: 69
实现此功能需要先构建哈夫曼树,再根据哈夫曼树生成对应的哈夫曼编码。以下是实现步骤: 1. 定义一个结构体存储字符及其出现频度 ```c struct char_freq { char ch; int freq; }; ``` 2. 定义一个结构体存储哈夫曼树节点信息 ```c struct huffman_node { char ch; int freq; int parent; int left_child; int right_child; }; ``` 3. 定义一个函数用于统计字符出现频度 ```c void count_freq(char *str, struct char_freq *freq_arr, int *num_chars) { int i, j; int len = strlen(str); struct char_freq temp; for (i = 0; i < len; i++) { for (j = 0; j < *num_chars; j++) { if (freq_arr[j].ch == str[i]) { freq_arr[j].freq++; break; } } if (j == *num_chars) { temp.ch = str[i]; temp.freq = 1; freq_arr[*num_chars] = temp; (*num_chars)++; } } } ``` 4. 定义一个函数用于构建哈夫曼树 ```c void build_huffman_tree(struct huffman_node *tree, struct char_freq *freq_arr, int num_chars) { int i, j; int min1, min2; for (i = 0; i < num_chars; i++) { tree[i].ch = freq_arr[i].ch; tree[i].freq = freq_arr[i].freq; tree[i].parent = -1; tree[i].left_child = -1; tree[i].right_child = -1; } for (i = num_chars; i < 2 * num_chars - 1; i++) { min1 = min2 = 0; for (j = 0; j < i; j++) { if (tree[j].parent == -1) { if (tree[j].freq < tree[min1].freq) { min2 = min1; min1 = j; } else if (tree[j].freq < tree[min2].freq) { min2 = j; } } } tree[min1].parent = i; tree[min2].parent = i; tree[i].left_child = min1; tree[i].right_child = min2; tree[i].freq = tree[min1].freq + tree[min2].freq; } } ``` 5. 定义一个函数用于生成哈夫曼编码 ```c void generate_huffman_code(struct huffman_node *tree, char **code_arr, int num_chars) { int i, j, k; char *code; int parent, child; for (i = 0; i < num_chars; i++) { code = (char*) malloc(num_chars * sizeof(char)); k = 0; child = i; while (tree[child].parent != -1) { parent = tree[child].parent; if (tree[parent].left_child == child) { code[k++] = '0'; } else if (tree[parent].right_child == child) { code[k++] = '1'; } child = parent; } code[k] = '\0'; for (j = 0; j < k / 2; j++) { char temp = code[j]; code[j] = code[k - j - 1]; code[k - j - 1] = temp; } code_arr[i] = code; } } ``` 6. 完整代码如下: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> struct char_freq { char ch; int freq; }; struct huffman_node { char ch; int freq; int parent; int left_child; int right_child; }; void count_freq(char *str, struct char_freq *freq_arr, int *num_chars) { int i, j; int len = strlen(str); struct char_freq temp; for (i = 0; i < len; i++) { for (j = 0; j < *num_chars; j++) { if (freq_arr[j].ch == str[i]) { freq_arr[j].freq++; break; } } if (j == *num_chars) { temp.ch = str[i]; temp.freq = 1; freq_arr[*num_chars] = temp; (*num_chars)++; } } } void build_huffman_tree(struct huffman_node *tree, struct char_freq *freq_arr, int num_chars) { int i, j; int min1, min2; for (i = 0; i < num_chars; i++) { tree[i].ch = freq_arr[i].ch; tree[i].freq = freq_arr[i].freq; tree[i].parent = -1; tree[i].left_child = -1; tree[i].right_child = -1; } for (i = num_chars; i < 2 * num_chars - 1; i++) { min1 = min2 = 0; for (j = 0; j < i; j++) { if (tree[j].parent == -1) { if (tree[j].freq < tree[min1].freq) { min2 = min1; min1 = j; } else if (tree[j].freq < tree[min2].freq) { min2 = j; } } } tree[min1].parent = i; tree[min2].parent = i; tree[i].left_child = min1; tree[i].right_child = min2; tree[i].freq = tree[min1].freq + tree[min2].freq; } } void generate_huffman_code(struct huffman_node *tree, char **code_arr, int num_chars) { int i, j, k; char *code; int parent, child; for (i = 0; i < num_chars; i++) { code = (char*) malloc(num_chars * sizeof(char)); k = 0; child = i; while (tree[child].parent != -1) { parent = tree[child].parent; if (tree[parent].left_child == child) { code[k++] = '0'; } else if (tree[parent].right_child == child) { code[k++] = '1'; } child = parent; } code[k] = '\0'; for (j = 0; j < k / 2; j++) { char temp = code[j]; code[j] = code[k - j - 1]; code[k - j - 1] = temp; } code_arr[i] = code; } } int main() { char str[100]; struct char_freq freq_arr[100]; int num_chars = 0; struct huffman_node tree[200]; char *code_arr[100]; int i, j; printf("请输入一个字符串:"); scanf("%s", str); count_freq(str, freq_arr, &num_chars); build_huffman_tree(tree, freq_arr, num_chars); generate_huffman_code(tree, code_arr, num_chars); printf("字符\t频度\t编码\n"); for (i = 0; i < num_chars; i++) { printf("%c\t%d\t%s\n", freq_arr[i].ch, freq_arr[i].freq, code_arr[i]); } return 0; } ```

相关推荐

描述 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哈夫曼树,构造哈夫曼编码表,在此基础上可以对待压缩文件进行压缩(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)。 输入 多组数据,每组数据一行,为一个字符串(只考虑26个小写字母即可)。当输入字符串为“0”时,输入结束。 输出 每组数据输出2n+3行(n为输入串中字符类别的个数)。第一行为统计出来的字符出现频率(只输出存在的字符,格式为:字符:频度),每两组字符之间用一个空格分隔,字符按照ASCII码从小到大的顺序排列。第二行至第2n行为哈夫曼树的存储结构的终态(形如教材139页表5.2(b),一行当中的数据用空格分隔)。第2n+1行为每个字符的哈夫曼编码(只输出存在的字符,格式为:字符:编码),每两组字符之间用一个空格分隔,字符按照ASCII码从小到大的顺序排列。第2n+2行为编码后的字符串,第2n+3行为解码后的字符串(与输入的字符串相同)。 样例输入1 aaaaaaabbbbbccdddd aabccc 0 样例输出1 a:7 b:5 c:2 d:4 1 7 7 0 0 2 5 6 0 0 3 2 5 0 0 4 4 5 0 0 5 6 6 3 4 6 11 7 2 5 7 18 0 1 6 a:0 b:10 c:110 d:111 00000001010101010110110111111111111 aaaaaaabbbbbccdddd a:2 b:1 c:3 1 2 4 0 0 2 1 4 0 0 3 3 5 0 0 4 3 5 2 1 5 6 0 3 4 a:11 b:10 c:0 111110000 aabccc使用c语言写出完整的代码并加上注释,分析时间复杂度和空间复杂读

最新推荐

recommend-type

C语言实现哈夫曼树的构建

哈夫曼树的构建与C语言实现 哈夫曼树是一种特殊的二叉树,它的权值越小,越靠近根节点。哈夫曼树的构建是数据压缩和编码的重要组件。下面是哈夫曼树的构建与C语言实现的相关知识点: 一、哈夫曼树的定义 哈夫曼...
recommend-type

C语言中压缩字符串的简单算法小结

对于只有0-9这10个字符组成的字符串,可以构建哈夫曼树并为每个字符生成对应的二进制编码。哈夫曼编码的过程包括构造频率数组、生成哈夫曼树、遍历树生成编码以及释放树节点。这种方法虽然复杂,但在特定场景下能够...
recommend-type

哈夫曼编码-译码器课程设计报告.docx

设计一个利用哈夫曼算法的编码和译码系统,重复地显示并处理以下项目,直到选择退出为止。 基本要求: (1)将权值数据存放在数据文件(文件名为data.txt,位于执行程序的当前目录中) (2)分别采用动态和静态存储...
recommend-type

用贪心算法解哈夫曼编码问题(计算机算法设计与分析)

一.介绍贪心算法的一般步骤: 1.建立数学模型来描述问题。 2.把求解的问题分成若干个子问题。 3.对每一子问题求解,得到子问题的局部最优解。 4.把子问题的解局部最优解合成原来解问题的一个解。...
recommend-type

哈夫曼编码算法与分析(java实现)

哈夫曼编码算法与分析(java实现) 哈夫曼编码是一种广泛用于数据文件压缩的十分有效的编码方法,它通过对文件中各个字符出现的频率进行分析,生成各个字符的哈夫曼编码方案。哈夫曼编码的主要思想是通过构造一棵...
recommend-type

计算机基础知识试题与解答

"计算机基础知识试题及答案-(1).doc" 这篇文档包含了计算机基础知识的多项选择题,涵盖了计算机历史、操作系统、计算机分类、电子器件、计算机系统组成、软件类型、计算机语言、运算速度度量单位、数据存储单位、进制转换以及输入/输出设备等多个方面。 1. 世界上第一台电子数字计算机名为ENIAC(电子数字积分计算器),这是计算机发展史上的一个重要里程碑。 2. 操作系统的作用是控制和管理系统资源的使用,它负责管理计算机硬件和软件资源,提供用户界面,使用户能够高效地使用计算机。 3. 个人计算机(PC)属于微型计算机类别,适合个人使用,具有较高的性价比和灵活性。 4. 当前制造计算机普遍采用的电子器件是超大规模集成电路(VLSI),这使得计算机的处理能力和集成度大大提高。 5. 完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两部分组成,硬件包括计算机硬件设备,软件则包括系统软件和应用软件。 6. 计算机软件不仅指计算机程序,还包括相关的文档、数据和程序设计语言。 7. 软件系统通常分为系统软件和应用软件,系统软件如操作系统,应用软件则是用户用于特定任务的软件。 8. 机器语言是计算机可以直接执行的语言,不需要编译,因为它直接对应于硬件指令集。 9. 微机的性能主要由CPU决定,CPU的性能指标包括时钟频率、架构、核心数量等。 10. 运算器是计算机中的一个重要组成部分,主要负责进行算术和逻辑运算。 11. MIPS(Millions of Instructions Per Second)是衡量计算机每秒执行指令数的单位,用于描述计算机的运算速度。 12. 计算机存储数据的最小单位是位(比特,bit),是二进制的基本单位。 13. 一个字节由8个二进制位组成,是计算机中表示基本信息的最小单位。 14. 1MB(兆字节)等于1,048,576字节,这是常见的内存和存储容量单位。 15. 八进制数的范围是0-7,因此317是一个可能的八进制数。 16. 与十进制36.875等值的二进制数是100100.111,其中整数部分36转换为二进制为100100,小数部分0.875转换为二进制为0.111。 17. 逻辑运算中,0+1应该等于1,但选项C错误地给出了0+1=0。 18. 磁盘是一种外存储设备,用于长期存储大量数据,既可读也可写。 这些题目旨在帮助学习者巩固和检验计算机基础知识的理解,涵盖的领域广泛,对于初学者或需要复习基础知识的人来说很有价值。
recommend-type

管理建模和仿真的文件

管理Boualem Benatallah引用此版本:布阿利姆·贝纳塔拉。管理建模和仿真。约瑟夫-傅立叶大学-格勒诺布尔第一大学,1996年。法语。NNT:电话:00345357HAL ID:电话:00345357https://theses.hal.science/tel-003453572008年12月9日提交HAL是一个多学科的开放存取档案馆,用于存放和传播科学研究论文,无论它们是否被公开。论文可以来自法国或国外的教学和研究机构,也可以来自公共或私人研究中心。L’archive ouverte pluridisciplinaire
recommend-type

【进阶】音频处理基础:使用Librosa

![【进阶】音频处理基础:使用Librosa](https://picx.zhimg.com/80/v2-a39e5c9bff1d920097341591ca8a2dfe_1440w.webp?source=1def8aca) # 2.1 Librosa库的安装和导入 Librosa库是一个用于音频处理的Python库。要安装Librosa库,请在命令行中输入以下命令: ``` pip install librosa ``` 安装完成后,可以通过以下方式导入Librosa库: ```python import librosa ``` 导入Librosa库后,就可以使用其提供的各种函数
recommend-type

设置ansible 开机自启

Ansible是一个强大的自动化运维工具,它可以用来配置和管理服务器。如果你想要在服务器启动时自动运行Ansible任务,通常会涉及到配置服务或守护进程。以下是使用Ansible设置开机自启的基本步骤: 1. **在主机上安装必要的软件**: 首先确保目标服务器上已经安装了Ansible和SSH(因为Ansible通常是通过SSH执行操作的)。如果需要,可以通过包管理器如apt、yum或zypper安装它们。 2. **编写Ansible playbook**: 创建一个YAML格式的playbook,其中包含`service`模块来管理服务。例如,你可以创建一个名为`setu
recommend-type

计算机基础知识试题与解析

"计算机基础知识试题及答案(二).doc" 这篇文档包含了计算机基础知识的多项选择题,涵盖了操作系统、硬件、数据表示、存储器、程序、病毒、计算机分类、语言等多个方面的知识。 1. 计算机系统由硬件系统和软件系统两部分组成,选项C正确。硬件包括计算机及其外部设备,而软件包括系统软件和应用软件。 2. 十六进制1000转换为十进制是4096,因此选项A正确。十六进制的1000相当于1*16^3 = 4096。 3. ENTER键是回车换行键,用于确认输入或换行,选项B正确。 4. DRAM(Dynamic Random Access Memory)是动态随机存取存储器,选项B正确,它需要周期性刷新来保持数据。 5. Bit是二进制位的简称,是计算机中数据的最小单位,选项A正确。 6. 汉字国标码GB2312-80规定每个汉字用两个字节表示,选项B正确。 7. 微机系统的开机顺序通常是先打开外部设备(如显示器、打印机等),再开启主机,选项D正确。 8. 使用高级语言编写的程序称为源程序,需要经过编译或解释才能执行,选项A正确。 9. 微机病毒是指人为设计的、具有破坏性的小程序,通常通过网络传播,选项D正确。 10. 运算器、控制器及内存的总称是CPU(Central Processing Unit),选项A正确。 11. U盘作为外存储器,断电后存储的信息不会丢失,选项A正确。 12. 财务管理软件属于应用软件,是为特定应用而开发的,选项D正确。 13. 计算机网络的最大好处是实现资源共享,选项C正确。 14. 个人计算机属于微机,选项D正确。 15. 微机唯一能直接识别和处理的语言是机器语言,它是计算机硬件可以直接执行的指令集,选项D正确。 16. 断电会丢失原存信息的存储器是半导体RAM(Random Access Memory),选项A正确。 17. 硬盘连同驱动器是一种外存储器,用于长期存储大量数据,选项B正确。 18. 在内存中,每个基本单位的唯一序号称为地址,选项B正确。 以上是对文档部分内容的详细解释,这些知识对于理解和操作计算机系统至关重要。