哈夫曼编码/译码器数据结构课程设计

时间: 2023-11-29 14:47:18 浏览: 54
以下是哈夫曼编码/译码器的数据结构课程设计: 1. 数据结构设计 (1)哈夫曼树节点的数据结构 ```c typedef struct HuffmanNode { char data; // 节点存储的字符 int weight; // 节点的权重 int parent; // 节点的父节点下标 int lchild; // 节点的左孩子下标 int rchild; // 节点的右孩子下标 } HuffmanNode; ``` (2)哈夫曼编码的数据结构 ```c typedef struct HuffmanCode { char data; // 字符 char *code; // 编码 } HuffmanCode; ``` 2. 哈夫曼编码/译码器的实现 (1)统计文本文件中每个字符出现的次数,生成哈夫曼树 ```c void createHuffmanTree(HuffmanNode *huffmanTree, int n) { int i, j, min1, min2; for (i = 0; i < 2 * n - 1; i++) { huffmanTree[i].parent = -1; huffmanTree[i].lchild = -1; huffmanTree[i].rchild = -1; } for (i = 0; i < n; i++) { printf("请输入第%d个字符及其权重:", i + 1); scanf("%s%d", &huffmanTree[i].data, &huffmanTree[i].weight); } for (i = 0; i < n - 1; i++) { min1 = min2 = -1; for (j = 0; j < n + i; j++) { if (huffmanTree[j].parent == -1) { if (min1 == -1) { min1 = j; } else if (min2 == -1) { min2 = j; } else { if (huffmanTree[j].weight < huffmanTree[min1].weight) { min2 = min1; min1 = j; } else if (huffmanTree[j].weight < huffmanTree[min2].weight) { min2 = j; } } } } huffmanTree[min1].parent = n + i; huffmanTree[min2].parent = n + i; huffmanTree[n + i].lchild = min1; huffmanTree[n + i].rchild = min2; huffmanTree[n + i].weight = huffmanTree[min1].weight + huffmanTree[min2].weight; } } ``` (2)生成哈夫曼编码 ```c void createHuffmanCode(HuffmanNode *huffmanTree, HuffmanCode *huffmanCode, int n) { char *code = (char *) malloc(n * sizeof(char)); int i, j, parent, current; code[n - 1] = '\0'; for (i = 0; i < n; i++) { huffmanCode[i].data = huffmanTree[i].data; current = i; parent = huffmanTree[current].parent; while (parent != -1) { if (huffmanTree[parent].lchild == current) { code[--n] = '0'; } else { code[--n] = '1'; } current = parent; parent = huffmanTree[current].parent; } huffmanCode[i].code = (char *) malloc((strlen(&code[n]) + 1) * sizeof(char)); strcpy(huffmanCode[i].code, &code[n]); } free(code); } ``` (3)编码文本文件 ```c void encodeFile(char *fileName, HuffmanCode *huffmanCode, int n) { FILE *fp1, *fp2; char ch; int i, j; if ((fp1 = fopen(fileName, "r")) == NULL) { printf("文件打开失败!\n"); exit(0); } if ((fp2 = fopen(strcat(fileName, ".cod"), "w")) == NULL) { printf("文件打开失败!\n"); exit(0); } while ((ch = fgetc(fp1)) != EOF) { for (i = 0; i < n; i++) { if (huffmanCode[i].data == ch) { fprintf(fp2, "%s", huffmanCode[i].code); break; } } } fclose(fp1); fclose(fp2); } ``` (4)译码编码文件 ```c void decodeFile(char *fileName, HuffmanNode *huffmanTree, int n) { FILE *fp1, *fp2; char ch; int i, j, current = 2 * n - 2; if ((fp1 = fopen(fileName, "r")) == NULL) { printf("文件打开失败!\n"); exit(0); } fileName[strlen(fileName) - 4] = '\0'; if ((fp2 = fopen(fileName, "w")) == NULL) { printf("文件打开失败!\n"); exit(0); } while ((ch = fgetc(fp1)) != EOF) { if (ch == '0') { current = huffmanTree[current].lchild; } else { current = huffmanTree[current].rchild; } if (huffmanTree[current].lchild == -1 && huffmanTree[current].rchild == -1) { fprintf(fp2, "%c", huffmanTree[current].data); current = 2 * n - 2; } } fclose(fp1); fclose(fp2); } ```

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