c语言priorityqueue用pop

时间: 2023-12-19 10:31:04 浏览: 27
C语言中的priority_queue可以使用pop函数来弹出队列中的元素。具体操作如下所示: ```c++ #include <iostream> #include <queue> using namespace std; int main() { priority_queue<int> q; q.push(3); q.push(4); q.push(2); cout << "Top element: " << q.top() << endl; // 输出:4 q.pop(); cout << "Top element after pop: " << q.top() << endl; // 输出:3 return 0; } ``` 在上述代码中,我们首先创建了一个priority_queue对象q,并向其中插入了三个元素3、4、2。然后我们使用q.top()函数获取队列中的最大元素,并使用cout输出。接着我们使用q.pop()函数弹出队列中的最大元素4,再次使用q.top()函数获取队列中的最大元素,并使用cout输出。最终输出结果为4和3。
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c语言实现哈夫曼编码压缩

哈夫曼编码是一种无损压缩算法,可以通过构建哈夫曼树来实现。 以下是使用C语言实现哈夫曼编码压缩的基本步骤: 1. 统计字符出现的频率,即计算每个字符出现的次数。 2. 将字符频率按照从小到大的顺序排序。 3. 构建哈夫曼树,将字符频率最小的两个节点合并成一个新节点,直到只剩下一个节点为止。 4. 根据哈夫曼树生成每个字符的编码,对于左子树的编码为0,右子树的编码为1。 5. 将每个字符的编码存储到文件中。 6. 将原始数据按照每个字符的编码进行压缩,并将压缩后的数据存储到文件中。 下面是一个简单的示例代码,实现了哈夫曼编码的压缩和解压缩功能: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> typedef struct node { char data; int freq; struct node *left; struct node *right; } Node; typedef struct { Node **data; int size; int capacity; } PriorityQueue; typedef struct { char *code; char data; } Code; Node *createNode(char data, int freq) { Node *newNode = (Node *)malloc(sizeof(Node)); newNode->data = data; newNode->freq = freq; newNode->left = NULL; newNode->right = NULL; return newNode; } PriorityQueue *createPriorityQueue(int capacity) { PriorityQueue *queue = (PriorityQueue *)malloc(sizeof(PriorityQueue)); queue->data = (Node **)malloc(sizeof(Node *) * capacity); queue->size = 0; queue->capacity = capacity; return queue; } void swap(Node **a, Node **b) { Node *temp = *a; *a = *b; *b = temp; } void push(PriorityQueue *queue, Node *node) { if (queue->size >= queue->capacity) { return; } queue->data[queue->size] = node; int curr = queue->size; while (curr > 0 && queue->data[curr]->freq < queue->data[(curr - 1) / 2]->freq) { swap(&queue->data[curr], &queue->data[(curr - 1) / 2]); curr = (curr - 1) / 2; } queue->size++; } Node *pop(PriorityQueue *queue) { if (queue->size <= 0) { return NULL; } Node *node = queue->data[0]; queue->size--; queue->data[0] = queue->data[queue->size]; int curr = 0; while (2 * curr + 1 < queue->size) { int child = 2 * curr + 1; if (child + 1 < queue->size && queue->data[child + 1]->freq < queue->data[child]->freq) { child++; } if (queue->data[curr]->freq > queue->data[child]->freq) { swap(&queue->data[curr], &queue->data[child]); curr = child; } else { break; } } return node; } void destroyPriorityQueue(PriorityQueue *queue) { free(queue->data); free(queue); } void destroyNode(Node *node) { if (node == NULL) { return; } destroyNode(node->left); destroyNode(node->right); free(node); } Node *buildHuffmanTree(char *data, int *freq, int size) { PriorityQueue *queue = createPriorityQueue(size); for (int i = 0; i < size; i++) { Node *node = createNode(data[i], freq[i]); push(queue, node); } while (queue->size > 1) { Node *left = pop(queue); Node *right = pop(queue); Node *parent = createNode('\0', left->freq + right->freq); parent->left = left; parent->right = right; push(queue, parent); } Node *root = pop(queue); destroyPriorityQueue(queue); return root; } void generateCodes(Node *node, Code *codes, int top, char *buffer) { if (node->left != NULL) { buffer[top] = '0'; generateCodes(node->left, codes, top + 1, buffer); } if (node->right != NULL) { buffer[top] = '1'; generateCodes(node->right, codes, top + 1, buffer); } if (node->left == NULL && node->right == NULL) { Code code; code.data = node->data; code.code = (char *)malloc(sizeof(char) * (top + 1)); memcpy(code.code, buffer, top); code.code[top] = '\0'; codes[node->data] = code; } } void compressFile(char *inputFile, char *outputFile) { FILE *input = fopen(inputFile, "rb"); if (input == NULL) { return; } FILE *output = fopen(outputFile, "wb"); if (output == NULL) { fclose(input); return; } int freq[256] = {0}; char buffer[1024]; int size; while ((size = fread(buffer, sizeof(char), 1024, input)) > 0) { for (int i = 0; i < size; i++) { freq[buffer[i]]++; } } fseek(input, 0, SEEK_SET); Node *root = buildHuffmanTree((char *)freq, freq, 256); Code codes[256]; char codeBuffer[256]; generateCodes(root, codes, 0, codeBuffer); fwrite(freq, sizeof(int), 256, output); int bitCount = 0; char bitBuffer = 0; while ((size = fread(buffer, sizeof(char), 1024, input)) > 0) { for (int i = 0; i < size; i++) { Code code = codes[buffer[i]]; for (int j = 0; j < strlen(code.code); j++) { if (code.code[j] == '1') { bitBuffer |= 1 << (7 - bitCount); } bitCount++; if (bitCount == 8) { fwrite(&bitBuffer, sizeof(char), 1, output); bitBuffer = 0; bitCount = 0; } } } } if (bitCount > 0) { fwrite(&bitBuffer, sizeof(char), 1, output); } fclose(input); fclose(output); destroyNode(root); } void decompressFile(char *inputFile, char *outputFile) { FILE *input = fopen(inputFile, "rb"); if (input == NULL) { return; } FILE *output = fopen(outputFile, "wb"); if (output == NULL) { fclose(input); return; } int freq[256] = {0}; fread(freq, sizeof(int), 256, input); Node *root = buildHuffmanTree((char *)freq, freq, 256); int bitCount = 0; char bitBuffer = 0; Node *curr = root; while (fread(&bitBuffer, sizeof(char), 1, input) > 0) { for (int i = 0; i < 8; i++) { if (bitBuffer & (1 << (7 - i))) { curr = curr->right; } else { curr = curr->left; } if (curr->left == NULL && curr->right == NULL) { fwrite(&curr->data, sizeof(char), 1, output); curr = root; } } } fclose(input); fclose(output); destroyNode(root); } int main() { compressFile("input.txt", "output.bin"); decompressFile("output.bin", "output.txt"); return 0; } ``` 该示例代码中使用了优先队列来构建哈夫曼树,同时还实现了文件压缩和解压缩的功能。

用C语言写出哈夫曼树的代码和注释

以下是用C语言实现哈夫曼树的代码和注释: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> // 定义哈夫曼树节点结构体 typedef struct huffman_node { int value; // 节点权值 struct huffman_node *left; // 左子节点指针 struct huffman_node *right; // 右子节点指针 } HuffmanNode; // 定义优先队列(小根堆)结构体 typedef struct priority_queue { HuffmanNode **nodes; // 节点数组指针 int size; // 当前队列大小 int capacity; // 队列容量 } PriorityQueue; // 创建一个新的哈夫曼树节点 HuffmanNode *new_huffman_node(int value) { HuffmanNode *node = (HuffmanNode *) malloc(sizeof(HuffmanNode)); node->value = value; node->left = NULL; node->right = NULL; return node; } // 交换两个哈夫曼树节点的位置 void swap_nodes(HuffmanNode **a, HuffmanNode **b) { HuffmanNode *tmp = *a; *a = *b; *b = tmp; } // 初始化优先队列 PriorityQueue *init_priority_queue(int capacity) { PriorityQueue *queue = (PriorityQueue *) malloc(sizeof(PriorityQueue)); queue->nodes = (HuffmanNode **) malloc(sizeof(HuffmanNode *) * capacity); queue->size = 0; queue->capacity = capacity; return queue; } // 向优先队列插入一个节点 void insert_node(PriorityQueue *queue, HuffmanNode *node) { // 如果队列已满则返回 if (queue->size == queue->capacity) { return; } // 将新节点插入队列末尾 queue->nodes[queue->size++] = node; int index = queue->size - 1; // 将新节点上浮到正确的位置 while (index > 0 && queue->nodes[index]->value < queue->nodes[(index - 1) / 2]->value) { swap_nodes(&queue->nodes[index], &queue->nodes[(index - 1) / 2]); index = (index - 1) / 2; } } // 从优先队列中取出最小的节点 HuffmanNode *pop_min_node(PriorityQueue *queue) { // 如果队列为空则返回 NULL if (queue->size == 0) { return NULL; } // 取出队列头部节点 HuffmanNode *min_node = queue->nodes[0]; // 将队列尾部节点移到头部 queue->nodes[0] = queue->nodes[--queue->size]; int index = 0; // 将头部节点下沉到正确的位置 while (index * 2 + 1 < queue->size) { int left_child_index = index * 2 + 1; int right_child_index = index * 2 + 2; int min_child_index = left_child_index; if (right_child_index < queue->size && queue->nodes[right_child_index]->value < queue->nodes[left_child_index]->value) { min_child_index = right_child_index; } if (queue->nodes[min_child_index]->value >= queue->nodes[index]->value) { break; } swap_nodes(&queue->nodes[index], &queue->nodes[min_child_index]); index = min_child_index; } return min_node; } // 构建哈夫曼树 HuffmanNode *build_huffman_tree(int *weights, int size) { PriorityQueue *queue = init_priority_queue(size); // 将所有树叶节点插入优先队列 for (int i = 0; i < size; i++) { insert_node(queue, new_huffman_node(weights[i])); } // 不断取出两个最小的节点合并成一个新节点,直到队列中只有一个节点为止 while (queue->size > 1) { HuffmanNode *left_child = pop_min_node(queue); HuffmanNode *right_child = pop_min_node(queue); HuffmanNode *new_node = new_huffman_node(left_child->value + right_child->value); new_node->left = left_child; new_node->right = right_child; insert_node(queue, new_node); } HuffmanNode *root = pop_min_node(queue); free(queue->nodes); free(queue); return root; } // 打印哈夫曼树的结构 void print_huffman_tree(HuffmanNode *root, int depth) { if (root == NULL) { return; } for (int i = 0; i < depth; i++) { printf(" "); } if (root->left == NULL && root->right == NULL) { printf("%d\n", root->value); } else { printf("+-\n"); print_huffman_tree(root->left, depth + 1); print_huffman_tree(root->right, depth + 1); } } int main() { int weights[] = {3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5, 3}; int size = sizeof(weights) / sizeof(weights[0]); HuffmanNode *root = build_huffman_tree(weights, size); print_huffman_tree(root, 0); return 0; } ``` 以上代码实现了哈夫曼树的构建和打印结构功能。可以通过修改 `weights` 数组中的元素来构建不同的哈夫曼树。

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