假设一个文本使用的字符集为{a,b,c,d,e,f,g},字符的曼哈顿编码依次为{0110,10,110,111,00,0111,010}。 (1)请根据哈夫曼编码画出此哈夫曼树,并在叶节点中标注相应的字符。C语言实现

时间: 2024-03-26 17:34:53 浏览: 13
以下是哈夫曼树的构建过程: 1. 将所有字符作为叶子节点,按照出现频率从小到大排列。初始状态下,每个节点的权重即为该字符出现的频率。 ``` a: 1 b: 1 c: 1 d: 1 e: 2 f: 2 g: 2 ``` 2. 选取权重最小的两个节点作为左右子节点,构建一个新的父节点,其权重为左右子节点的权重之和。将父节点的权重加入队列中,并将父节点插入到节点列表中,保持节点列表有序。重复此步骤直到队列中只有一个元素。 ``` a,b: 2 c: 1 d: 1 e: 2 f: 2 g: 2 a,b,c,d: 4 e: 2 f: 2 g: 2 a,b,c,d,e,f,g: 8 ``` 3. 从叶子节点开始,向上遍历哈夫曼树,标记左子节点为0,右子节点为1,直到根节点。得到每个字符的哈夫曼编码。 ``` a: 000 b: 001 c: 0100 d: 0101 e: 11 f: 100 g: 101 ``` 以下是 C 语言实现的代码: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #define MAX_NODES 100 struct node { char c; int weight; int parent; int left_child; int right_child; }; int find_min(struct node nodes[], int n, int exclude[]) { int i, min = -1; for (i = 0; i < n; i++) { if (exclude[i]) { continue; } if (min == -1 || nodes[i].weight < nodes[min].weight) { min = i; } } return min; } void build_huffman_tree(struct node nodes[], int n) { int i, j, k, q; int exclude[MAX_NODES]; memset(exclude, 0, sizeof(exclude)); for (i = 0; i < n - 1; i++) { j = find_min(nodes, n, exclude); exclude[j] = 1; k = find_min(nodes, n, exclude); exclude[k] = 1; nodes[j].parent = nodes[k].parent = i + n; nodes[i + n].left_child = j; nodes[i + n].right_child = k; nodes[i + n].weight = nodes[j].weight + nodes[k].weight; exclude[i + n] = 0; } } void traverse_huffman_tree(struct node nodes[], int n, char codes[][MAX_NODES], int code_len) { int i, j, k; for (i = 0; i < n; i++) { k = i; j = 0; while (nodes[k].parent != -1) { if (k == nodes[nodes[k].parent].left_child) { codes[i][j++] = '0'; } else { codes[i][j++] = '1'; } k = nodes[k].parent; } codes[i][j] = '\0'; strrev(codes[i]); } } void print_huffman_tree(struct node nodes[], int n) { int i; printf("char\tweight\tparent\tleft\tright\n"); for (i = 0; i < n * 2 - 1; i++) { printf("%c\t%d\t%d\t%d\t%d\n", nodes[i].c, nodes[i].weight, nodes[i].parent, nodes[i].left_child, nodes[i].right_child); } } int main() { char charset[] = "abcdefg"; char codes[7][MAX_NODES]; struct node nodes[MAX_NODES]; int i, n = strlen(charset); for (i = 0; i < n; i++) { nodes[i].c = charset[i]; nodes[i].weight = 0; nodes[i].parent = -1; nodes[i].left_child = -1; nodes[i].right_child = -1; } for (i = 0; i < strlen(charset); i++) { switch (charset[i]) { case 'a': nodes[i].weight = 1; break; case 'b': nodes[i].weight = 1; break; case 'c': nodes[i].weight = 1; break; case 'd': nodes[i].weight = 1; break; case 'e': nodes[i].weight = 2; break; case 'f': nodes[i].weight = 2; break; case 'g': nodes[i].weight = 2; break; } } build_huffman_tree(nodes, n); traverse_huffman_tree(nodes, n, codes, 0); printf("char\tcode\n"); for (i = 0; i < n; i++) { printf("%c\t%s\n", nodes[i].c, codes[i]); } print_huffman_tree(nodes, n); return 0; } ```

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