输入n个叶子结点的权值构造哈夫曼树,根据哈夫曼树构造哈夫曼编码,对密文完成解码工作。求以上C语言代码

时间: 2024-01-07 10:49:08 浏览: 28
以下是C语言代码实现: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #define MAX_LEAF_NODE_NUM 1000 #define MAX_HUFFMAN_TREE_NODE_NUM 2 * MAX_LEAF_NODE_NUM - 1 typedef struct { int weight; int parent; int lchild; int rchild; } HuffmanTreeNode; typedef struct { int leaf_node_num; HuffmanTreeNode nodes[MAX_HUFFMAN_TREE_NODE_NUM]; } HuffmanTree; typedef struct { char code[MAX_LEAF_NODE_NUM]; } HuffmanCode; void createHuffmanTree(HuffmanTree *tree, int *weights, int n) { if (n > MAX_LEAF_NODE_NUM) { fprintf(stderr, "Error: the number of leaf nodes is too large\n"); exit(EXIT_FAILURE); } int i, j, p1, p2, min1, min2; for (i = 0; i < 2 * n - 1; i++) { tree->nodes[i].weight = 0; tree->nodes[i].parent = -1; tree->nodes[i].lchild = -1; tree->nodes[i].rchild = -1; } for (i = 0; i < n; i++) { tree->nodes[i].weight = weights[i]; } for (i = 0; i < n - 1; i++) { min1 = min2 = INT_MAX; p1 = p2 = -1; for (j = 0; j < n + i; j++) { if (tree->nodes[j].parent == -1 && tree->nodes[j].weight < min1) { min2 = min1; p2 = p1; min1 = tree->nodes[j].weight; p1 = j; } else if (tree->nodes[j].parent == -1 && tree->nodes[j].weight < min2) { min2 = tree->nodes[j].weight; p2 = j; } } tree->nodes[p1].parent = n + i; tree->nodes[p2].parent = n + i; tree->nodes[n + i].weight = min1 + min2; tree->nodes[n + i].lchild = p1; tree->nodes[n + i].rchild = p2; } } void getHuffmanCode(HuffmanTree *tree, HuffmanCode *codes, int n) { int i, j, p, c; char *code = (char *) malloc(n * sizeof(char)); for (i = 0; i < n; i++) { code[n - 1] = '\0'; p = tree->nodes[i].parent; c = i; while (p != -1) { if (tree->nodes[p].lchild == c) { code[--n] = '0'; } else { code[--n] = '1'; } c = p; p = tree->nodes[c].parent; } strcpy(codes[i].code, &code[n]); } free(code); } void decode(HuffmanTree *tree, char *cipher, char *plain) { int i, p = 2 * tree->leaf_node_num - 2; for (i = 0; cipher[i] != '\0'; i++) { if (cipher[i] == '0') { p = tree->nodes[p].lchild; } else { p = tree->nodes[p].rchild; } if (tree->nodes[p].lchild == -1 && tree->nodes[p].rchild == -1) { *plain++ = (char) p; p = 2 * tree->leaf_node_num - 2; } } *plain = '\0'; } int main() { int weights[MAX_LEAF_NODE_NUM]; int n, i; printf("Please input the number of leaf nodes: "); scanf("%d", &n); printf("Please input the weight of each leaf node:\n"); for (i = 0; i < n; i++) { scanf("%d", &weights[i]); } HuffmanTree tree; createHuffmanTree(&tree, weights, n); HuffmanCode codes[MAX_LEAF_NODE_NUM]; getHuffmanCode(&tree, codes, n); printf("The Huffman code of each leaf node is:\n"); for (i = 0; i < n; i++) { printf("%d: %s\n", i, codes[i].code); } char cipher[1000], plain[1000]; printf("Please input the cipher to be decoded: "); scanf("%s", cipher); decode(&tree, cipher, plain); printf("The decoded plain text is: %s\n", plain); return 0; } ``` 其中,`HuffmanTreeNode` 结构体表示哈夫曼树的节点,`HuffmanTree` 结构体表示哈夫曼树,`HuffmanCode` 结构体表示哈夫曼编码。`createHuffmanTree` 函数用于构造哈夫曼树,`getHuffmanCode` 函数用于生成哈夫曼编码,`decode` 函数用于解码密文。在 `main` 函数中,先读入叶子节点的权值,然后调用 `createHuffmanTree` 函数构造哈夫曼树,再调用 `getHuffmanCode` 函数生成哈夫曼编码,最后调用 `decode` 函数解码密文。

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