哈夫曼编码 :设需要编码的字符集为{d1, d2, ..., dn},它们出现的频率为{w1, w2, ..., wn},应用哈夫曼树构造最短的不等长编码方案。使用C语言设计贪心算法求解此哈夫曼编码方案;

时间: 2024-02-18 15:03:16 浏览: 27
以下是使用C语言设计贪心算法求解哈夫曼编码方案的步骤: 1. 定义哈夫曼树节点结构体,包含字符、权值、左右子节点指针等信息。 ```c struct huffman_node { char ch; // 字符 int weight; // 权值 struct huffman_node *left, *right; // 左右子节点指针 }; ``` 2. 定义优先队列,用于存储待处理的哈夫曼树节点。 ```c struct priority_queue { int size; // 队列大小 struct huffman_node **data; // 数据指针数组 }; ``` 3. 定义哈夫曼编码表,用于存储每个字符对应的编码信息。 ```c struct huffman_table { char ch; // 字符 char *code; // 编码字符串 }; ``` 4. 定义比较函数,用于优先队列中节点的比较。 ```c int compare(struct huffman_node *a, struct huffman_node *b) { return a->weight - b->weight; } ``` 5. 定义创建哈夫曼树的函数。 ```c struct huffman_node* create_huffman_tree(int *weights, int n) { // 初始化优先队列 struct priority_queue *q = create_priority_queue(n, compare); for (int i = 0; i < n; i++) { struct huffman_node *node = (struct huffman_node*)malloc(sizeof(struct huffman_node)); node->ch = i + 'a'; node->weight = weights[i]; node->left = node->right = NULL; insert(q, node); } // 构造哈夫曼树 while (q->size > 1) { struct huffman_node *node1 = pop(q); struct huffman_node *node2 = pop(q); struct huffman_node *parent = (struct huffman_node*)malloc(sizeof(struct huffman_node)); parent->ch = 0; parent->weight = node1->weight + node2->weight; parent->left = node1; parent->right = node2; insert(q, parent); } // 返回根节点 struct huffman_node *root = pop(q); destroy_priority_queue(q); return root; } ``` 6. 定义递归函数,生成哈夫曼编码表。 ```c void generate_huffman_table(struct huffman_table *table, struct huffman_node *node, char *code, int depth) { if (node->left == NULL && node->right == NULL) { table[node->ch - 'a'].ch = node->ch; table[node->ch - 'a'].code = (char*)malloc((depth + 1) * sizeof(char)); strcpy(table[node->ch - 'a'].code, code); } else { code[depth] = '0'; code[depth + 1] = '\0'; generate_huffman_table(table, node->left, code, depth + 1); code[depth] = '1'; generate_huffman_table(table, node->right, code, depth + 1); } } ``` 7. 定义打印哈夫曼编码表的函数。 ```c void print_huffman_table(struct huffman_table *table, int n) { printf("Character\tCode\n"); for (int i = 0; i < n; i++) { printf("%c\t\t%s\n", table[i].ch, table[i].code); } } ``` 8. 最后,调用上述函数生成哈夫曼编码方案。 ```c int main() { int weights[] = {5, 2, 4, 7, 1, 3}; int n = sizeof(weights) / sizeof(weights[0]); struct huffman_node *root = create_huffman_tree(weights, n); struct huffman_table table[26]; for (int i = 0; i < 26; i++) { table[i].ch = 0; table[i].code = NULL; } char code[100]; code[0] = '\0'; generate_huffman_table(table, root, code, 0); print_huffman_table(table, 26); return 0; } ``` 以上代码中,权值数组weights和字符集大小n可以根据具体需要修改。

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