请使用C语言,实现如下程序:对用户输入的任意英文字符串,先统计各英文字符出现的次数,采用 Huffman 编码对字符串编码压缩,然后再解码还原输入字符串。
时间: 2024-10-06 21:05:19 浏览: 62
在C语言中实现Huffman编码需要一些数据结构,如二叉树和优先队列,以及哈希表来存储字符频率和构建Huffman树。以下是基本步骤:
首先,你需要定义一个`Node`结构体表示二叉树节点,并实现一个函数`huffman_insert`用于插入字符到频率表。
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
typedef struct Node {
char ch;
int freq;
struct Node* left;
struct Node* right;
} Node;
void huffman_insert(char ch, int freq, Node** root) {
if (*root == NULL) {
*root = (Node*)malloc(sizeof(Node));
(*root)->ch = ch;
(*root)->freq = freq;
(*root)->left = NULL;
(*root)->right = NULL;
} else if (freq > (*root)->freq) {
Node* temp = *root;
*root = (Node*)malloc(sizeof(Node));
(*root)->ch = ch;
(*root)->freq = freq;
(*root)->left = temp;
(*root)->right = NULL;
} else if (freq < (*root)->freq) {
huffman_insert(ch, freq, &(*root)->left);
}
}
// ...其他二叉树操作...
```
接下来,创建一个优先队列来构建Huffman树并生成编码。你可以使用最小堆或者自定义优先队列结构。
编码和解码部分涉及到生成Huffman编码表,然后遍历原字符串,替换每个字符的编码。这里是一个简化的版本,实际项目可能会更复杂。
```c
void encode(const char* input, char* encoded_output, Node* root) {
// 生成编码表...
// 这里省略细节,编码过程可能涉及遍历整个二叉树
// 比如对于当前节点n,如果它是左子节点,则编码为"0",右子节点为"1"
// 最终将每个字符及其对应编码填入encoded_output
}
void decode(const char* encoded_input, char* decoded_output, Node* root) {
// 解码同样需要编码表,根据编码逐位读取直到遇到"0"或"1"结束,然后添加到decoded_output
// 省略具体实现细节
}
int main() {
Node* root = NULL;
// 初始化字符频率计数
// 输入用户字符串,统计字符出现次数并插入根节点
char encoded[100]; // 预估最大编码长度
char decoded[100];
encode(user_input, encoded, root); // 对输入字符串编码
decode(encoded, decoded, root); // 解码回原文本
printf("Encoded string: %s\n", encoded);
printf("Decoded string: %s\n", decoded);
return 0;
}
```
注意,这只是一个简单的示例,实际实现可能会涉及更多的错误处理和优化。此外,这个例子假设输入字符串只包含英文字符。如果你需要处理其他字符集,可能需要调整频率统计和编码规则。
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