数据结构,用C语言实现,题目:某套通信系统含有8种字符,每种字符出现概率分别为{2, 15, 30, 8, 10, 5, 12, 18},为其设计Huffman编码。要求能在dev c++中运行
时间: 2024-12-22 09:32:21 浏览: 9
数据结构中的Huffman编码是一种用于数据压缩的最优前缀编码算法,它基于每个字符出现的概率大小生成二叉树。在C语言中实现Huffman编码通常包括以下几个步骤:
1. **创建频率表**:首先统计每个字符出现的次数,并将其存储在一个结构体数组或哈希表中。
```c
typedef struct {
char ch;
int freq;
} CharNode;
```
2. **构建优先队列**:将字符及其频率作为键值对,使用最小堆(priority queue)来存放节点,优先级由频率决定。
3. **合并频率低的节点**:从堆顶取出两个频率最低的节点,合成一个新的节点,新的节点的频率是两者的和,然后将其插入到堆中。
4. **重复步骤3直到只剩下一个节点**:这个剩余的节点就是Huffman树的根,其左子树代表频率较小的字符,右子树代表频率较大的字符。
5. **构建编码表**:自底向上遍历Huffman树,遇到非叶子节点时向左走表示0,向右走表示1,记录下路径就得到了对应的编码。
6. **实现编码函数**:给定输入的字符,根据Huffman编码表找到对应的编码。
以下是简化的Huffman编码核心部分的代码示例:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
// Huffman树节点结构
typedef struct Node {
char ch;
int freq;
struct Node* left, *right;
} HuffmanNode;
// 插入节点并调整堆
void insert(HuffmanNode** heap, HuffmanNode* node) {
// 省略细节,这里假设heap是一个最小堆
}
// 创建编码表
void buildCodeTable(HuffmanNode* root, int code[], int length) {
if (root->left == NULL && root->right == NULL)
code[root->ch] = length;
else {
buildCodeTable(root->left, code, length + 1);
buildCodeTable(root->right, code, length + 1);
}
}
// 编码函数
char*huffmanEncode(char* input, HuffmanNode* root) {
// 省略细节,这里需要维护一个临时数组或字符串来拼接编码
}
int main() {
// 初始化字符频率表
// 构建Huffman树
HuffmanNode* heap[8];
for (int i = 0; i < 8; ++i) {
// 插入节点
heap[i] = ...;
}
HuffmanNode* root = ...; // 构造根节点
int code[8]; // 用于存储最终编码
buildCodeTable(root, code, 0);
// 示例输入
char* input = "..."; // 某些字符组成的字符串
char* encoded = huffmanEncode(input, root);
return 0;
}
```
注意这只是一个基本框架,实际实现中还需要处理细节如堆的实现、节点的合并等。此外,由于Dev C++已经过时,推荐使用更现代的IDE如GCC或其他支持C++11及以上版本的语言环境。
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