在C语言中要求输入一串电文字符实现哈夫曼编码,再对哈夫曼编码生成的代码串进行译码,输出电文字符串。必需实现以下功能: (1)电文字符串中字符的个数及每个字符出现的频率的统计。 (2)哈夫曼树的建立。 (3)哈夫曼编码的生成。 (4)对电文编码。 (5)电文的译码
时间: 2024-11-28 19:25:14 浏览: 17
在C语言中实现哈夫曼编码的过程可以分为几个步骤:
1. **频率统计**:首先,你需要读取电文字符串,并计算每个字符的出现频率。可以创建一个结构体,如`struct FrequencyNode`,包含字符和对应的计数。遍历字符串,累加每个字符的频率。
```c
typedef struct {
char character;
int frequency;
} FrequencyNode;
// 初始化频率表
FrequencyNode freq_table[256] = {0}; // 假设ASCII字符集大小为256
while (scanf("%c", &character) != EOF) {
freq_table[character].frequency++;
}
```
2. **构建哈夫曼树**:接下来,将频率节点放入一个优先队列(这里可以用二叉堆),然后不断从队列中取出频率最低的两个节点合并成一个新的节点,直到只剩下一个节点。这个过程会形成一颗哈夫曼树。
```c
typedef struct Node {
FrequencyNode node;
struct Node* left;
struct Node* right;
} HuffmanNode;
HuffmanNode* create_huffman_tree() {
// ... 使用优先队列实现插入、删除操作,构造哈夫曼树
}
```
3. **生成哈夫曼编码**:在哈夫曼树上,自底向上遍历,遇到左孩子走0,右孩子走1,记录路径就得到了该字符的编码。遍历结束后,你可以创建一个哈夫曼编码表,存储字符及其对应编码。
4. **电文编码**:对于给定的电文字符串,应用生成的哈夫曼编码表替换每个字符,得到编码后的字符串。
5. **电文译码**:为了译码,只需按照相同的规则反向操作。接受编码后的字符串,根据哈夫曼编码表查找并输出原始字符。
注意,由于篇幅限制,这里只是给出了大致思路和数据结构定义,实际实现中还需要处理更多细节,例如错误检查、内存管理等。此外,哈夫曼编码通常需要一个完整的二叉搜索树(BST)来辅助构建和查询编码,这在C语言中可能会相对复杂一些。下面是部分核心函数的示例:
```c
void build_frequency_table(char* text);
void create_huffman_tree(HuffmanNode** root);
char* huffman_encode(const char* encoded_text);
char* huffman_decode(const char* encoded_text, HuffmanNode* huff_tree);
```
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