用c语言设计哈夫曼编码 要求如下 1.初始化,从终端读入字符集大小n以及n个字符和n个权值,建立哈夫曼树。2.编码,应用已建好的哈夫曼树对字符进行编码。3.译码,应用已建好的哈夫曼树对代码串进行译码
时间: 2024-11-25 14:31:10 浏览: 84
用C语言设计哈夫曼编码可以分为三个步骤:
### 1. 初始化 - 构建哈夫曼树
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct Node {
char data;
int weight;
struct Node* left;
struct Node* right;
} Node;
Node* create_node(char data, int weight) {
Node* newNode = (Node*)malloc(sizeof(Node));
newNode->data = data;
newNode->weight = weight;
newNode->left = NULL;
newNode->right = NULL;
return newNode;
}
// 插入函数,按权重排序
void insert(Node*** root, char data, int weight) {
Node* newNode = create_node(data, weight);
if (*root == NULL) {
*root = newNode;
return;
}
if (newNode->weight < (*root)->weight) {
insert(&newNode->right, data, weight);
} else {
insert(&newNode->left, data, weight);
}
}
// 构建霍夫曼树
Node* build_huffman_tree(Node** nodes, int n) {
if (n <= 1) return nodes[0];
int min_weight_index = 0;
for (int i = 1; i < n; i++) {
if (nodes[i]->weight < nodes[min_weight_index]->weight) {
min_weight_index = i;
}
}
Node* left = build_huffman_tree(nodes, n / 2);
Node* right = build_huffman_tree(nodes + n / 2, n / 2);
nodes[min_weight_index] = new_node(left, right);
return nodes[0];
}
```
### 2. 编码 - 应用哈夫曼树生成二进制编码
```c
char* huffman_code(Node* node, char* codes, int index) {
if (node->left == NULL && node->right == NULL) {
codes[node->data] = index + '0';
return codes;
}
codes = huffman_code(node->left, codes, index + '1');
codes = huffman_code(node->right, codes, index);
return codes;
}
// 主程序中的调用
char* encode(const char* input, Node* root) {
int n = strlen(input);
Node** nodes = (Node**)malloc(n * sizeof(Node*));
// ...这里应该填充字符和权值...
root = build_huffman_tree(nodes, n);
char* codes = (char*)malloc((n+1) * sizeof(char)); // 包含空字符
codes = huffman_code(root, codes, '0');
// 对输入字符串进行编码并返回
// ...
}
```
### 3. 解码 - 根据编码规则还原字符
```c
char decode(char* code, Node* root) {
Node* current = root;
for (char bit : code) {
if (bit == '0') current = current->left;
else current = current->right;
if (current->left == NULL && current->right == NULL) break;
}
return current->data;
}
// 解码字符串
const char* decode_string(const char* encoded, Node* root) {
// ...这里应遍历解码每一个字符...
}
```
注意,上述代码仅为示例,实际实现还需要处理输入数据、填充节点数组、以及编码和解码的具体细节。在主程序中,你需要从用户那里读取字符集信息,并正确地分配内存和组织节点。
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