c语言哈夫曼树编码译码

哈夫曼编码是一种基于二叉树的编码方式，可以实现无损压缩数据的功能。下面是C语言实现哈夫曼树编码和译码的示例代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

// 哈夫曼树的节点结构体
typedef struct huffman_node {
    char data;  // 数据
    int freq;   // 频率
    struct huffman_node *left;  // 左子节点
    struct huffman_node *right; // 右子节点
} huffman_node_t;

// 哈夫曼编码表的结构体
typedef struct huffman_table {
    char data;  // 数据
    char code[256]; // 编码
} huffman_table_t;

// 构建哈夫曼树
huffman_node_t* build_huffman_tree(char* data, int* freq, int n) {
    huffman_node_t **nodes = (huffman_node_t**)malloc(n * sizeof(huffman_node_t*));
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        huffman_node_t *node = (huffman_node_t*)malloc(sizeof(huffman_node_t));
        node->data = data[i];
        node->freq = freq[i];
        node->left = NULL;
        node->right = NULL;
        nodes[i] = node;
    }

    while (n > 1) {
        // 找出频率最小的两个节点
        int min1 = 0, min2 = 1;
        if (nodes[0]->freq > nodes[1]->freq) {
            min1 = 1;
            min2 = 0;
        }

        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;
            }
        }

        // 合并频率最小的两个节点
        huffman_node_t *parent = (huffman_node_t*)malloc(sizeof(huffman_node_t));
        parent->data = 0;
        parent->freq = nodes[min1]->freq + nodes[min2]->freq;
        parent->left = nodes[min1];
        parent->right = nodes[min2];

        if (min1 < min2) {
            nodes[min1] = parent;
            nodes[min2] = nodes[n - 1];
        } else {
            nodes[min2] = parent;
            nodes[min1] = nodes[n - 1];
        }

        n--;
    }

    return nodes[0];
}

// 生成哈夫曼编码表
void generate_huffman_table(huffman_node_t *root, char* code, int depth, huffman_table_t* table) {
    if (root->left == NULL && root->right == NULL) {
        table[root->data].data = root->data;
        strcpy(table[root->data].code, code);
        return;
    }

    code[depth] = '0';
    generate_huffman_table(root->left, code, depth + 1, table);

    code[depth] = '1';
    generate_huffman_table(root->right, code, depth + 1, table);
}

// 哈夫曼编码
char* huffman_encode(char* data, huffman_table_t* table) {
    int n = strlen(data);
    char* code = (char*)malloc(n * 256 * sizeof(char));
    int k = 0;

    for (int i = 0; i < n; i++) {
        strcat(code, table[data[i]].code);
    }

    return code;
}

// 哈夫曼解码
char* huffman_decode(char* code, huffman_node_t* root) {
    int n = strlen(code);
    char* data = (char*)malloc(n * sizeof(char));
    huffman_node_t* p = root;

    int k = 0;
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        if (code[i] == '0') {
            p = p->left;
        } else {
            p = p->right;
        }

        if (p->left == NULL && p->right == NULL) {
            data[k++] = p->data;
            p = root;
        }
    }

    return data;
}

int main() {
    char data[] = "ABCDAAAABBBCDEFG";
    int freq[] = {3, 4, 3, 2, 2, 2, 1, 2, 1, 1};
    int n = strlen(data);

    // 构建哈夫曼树
    huffman_node_t* root = build_huffman_tree(data, freq, n);

    // 生成哈夫曼编码表
    char code[256];
    memset(code, 0, sizeof(code));
    huffman_table_t table[256];
    generate_huffman_table(root, code, 0, table);

    // 哈夫曼编码
    char* encoded = huffman_encode(data, table);

    // 哈夫曼解码
    char* decoded = huffman_decode(encoded, root);

    printf("原始数据：%s\n", data);
    printf("哈夫曼编码：%s\n", encoded);
    printf("哈夫曼解码：%s\n", decoded);

    return 0;
}

以上代码实现了哈夫曼树的构建、哈夫曼编码表的生成、哈夫曼编码和哈夫曼解码的功能。在实际应用中，需要根据具体的需求对代码进行修改和优化。