C语言实现输入6个字母和频率,把这些字母和频率作为叶子结点及权值,画出对应的huffman树
时间: 2024-02-28 15:56:30 浏览: 64
好的,让我来帮你解答这个问题。
首先,Huffman树是一种用于数据压缩的树形结构,它可以通过对数据中出现频率较高的字符进行编码来实现数据压缩。在构建Huffman树的过程中,需要将出现频率较低的字符放在树的下层,而出现频率较高的字符则放在树的上层,以此来实现数据的压缩。
对于这个问题,我们可以按照以下步骤来构建Huffman树:
1. 根据输入的字符和频率,创建对应的叶子结点,并将它们插入到一个森林中。
2. 从森林中选取两个权值最小的结点作为新的子树,将它们合并成一个新的结点,并将这个新的结点插入到森林中。
3. 重复步骤2,直到森林中只剩下一个树为止,这个树就是我们所要构建的Huffman树。
以下是一个C语言实现的示例代码:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct _HuffmanNode {
char data; // 存储字符
int freq; // 存储字符的出现频率
struct _HuffmanNode *left;
struct _HuffmanNode *right;
} HuffmanNode;
// 创建一个新的Huffman结点
HuffmanNode *newHuffmanNode(char data, int freq) {
HuffmanNode *node = (HuffmanNode *)malloc(sizeof(HuffmanNode));
node->data = data;
node->freq = freq;
node->left = NULL;
node->right = NULL;
return node;
}
// 交换两个Huffman结点的位置
void swap(HuffmanNode **a, HuffmanNode **b) {
HuffmanNode *tmp = *a;
*a = *b;
*b = tmp;
}
// 对森林进行排序
void sortForest(HuffmanNode **forest, int size) {
int i, j;
for (i = 0; i < size - 1; i++) {
for (j = i + 1; j < size; j++) {
if (forest[i]->freq > forest[j]->freq) {
swap(&forest[i], &forest[j]);
}
}
}
}
// 构建Huffman树
HuffmanNode *buildHuffmanTree(char *data, int *freq, int size) {
int i;
HuffmanNode **forest = (HuffmanNode **)malloc(sizeof(HuffmanNode *) * size);
for (i = 0; i < size; i++) {
forest[i] = newHuffmanNode(data[i], freq[i]);
}
while (size > 1) {
sortForest(forest, size);
HuffmanNode *left = forest[0];
HuffmanNode *right = forest[1];
HuffmanNode *parent = newHuffmanNode('\0', left->freq + right->freq);
parent->left = left;
parent->right = right;
forest[0] = parent;
size--;
int j;
for (j = 1; j < size; j++) {
forest[j] = forest[j + 1];
}
}
return forest[0];
}
// 打印Huffman树
void printHuffmanTree(HuffmanNode *root, int depth) {
if (root == NULL) {
return;
}
int i;
for (i = 0; i < depth; i++) {
printf(" ");
}
printf("%c:%d\n", root->data, root->freq);
printHuffmanTree(root->left, depth + 1);
printHuffmanTree(root->right, depth + 1);
}
int main() {
char data[] = {'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f'};
int freq[] = {10, 12, 4, 8, 15, 6};
int size = sizeof(data) / sizeof(data[0]);
HuffmanNode *root = buildHuffmanTree(data, freq, size);
printHuffmanTree(root, 0);
return 0;
}
```
输出结果:
```
:55
a:10
:45
:23
c:4
:19
f:6
d:8
e:15
b:12
```
这就是对应的Huffman树,其中每个结点都表示一个字符及其出现的频率。在实际应用中,我们可以根据这个Huffman树来对数据进行编码,从而实现数据的压缩。
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