利用哈夫曼编码进行通信可以大大提高信道利用率,缩短信息传输时间,降低传输成本。但是,这要求在发送端通过一个编码系统对待传数据预先编码,在接收端将传来的数据进行译码,用C语言设计一个简单编码/译码系统,系统应具有如下功能: 1、接收原始数据。 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(输出哈弗曼树的存储结构的终态)。 2、编码 利用已建好的哈弗曼树,对输入的正文进行编码,存储编码结果。 3、译码 利用编码后的结果进行译码,存储译码结果。 4、打印编码规则 即字符与编码的一一对应关系。 5、打印哈夫曼树 将已创建的哈弗曼树输出到显示器上。

时间: 2024-02-28 20:57:16 浏览: 46
这是一个比较复杂的代码实现,我将提供一个基本的框架和思路。 1. 哈夫曼树的存储结构 我们可以使用二叉树来表示哈夫曼树。每个节点包含字符和权值,左右子树指针。在建立哈夫曼树的过程中,我们按照权值从小到大的顺序,将节点作为叶子节点插入二叉树。然后不断取出权值最小的两个节点,将它们合并成一个父节点,权值为两个子节点的权值之和,再将这个父节点插入二叉树中。重复这个过程,直到只剩下一个节点,即根节点。 2. 编码 编码的过程就是将原始数据转换为哈夫曼编码。我们可以使用一个哈希表来存储每个字符对应的编码,以便快速查找。在遍历哈夫曼树的过程中,每当走到一个左子树,就在编码序列末尾添加一个0,每当走到一个右子树,就在编码序列末尾添加一个1。当走到叶子节点时,就将整个编码序列存储起来,并将对应的字符和编码存入哈希表中。 3. 译码 译码的过程就是将哈夫曼编码转换为原始数据。我们可以使用一个指针指向哈夫曼树的根节点,然后遍历编码序列。每当遇到一个0,就让指针指向左子树;每当遇到一个1,就让指针指向右子树。当指针指向叶子节点时,就将对应的字符输出,并将指针重新指向根节点。 4. 打印编码规则 只需要遍历哈希表,输出每个字符和它对应的编码即可。 5. 打印哈夫曼树 可以使用递归遍历二叉树的方式,先输出右子树,再输出根节点,最后输出左子树。这样输出的结果就是从上到下,从右到左的顺序。 下面是一个基本的实现代码框架: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> // 哈夫曼树节点 typedef struct huffman_node { char ch; // 字符 int weight; // 权值 struct huffman_node *lchild; // 左子树指针 struct huffman_node *rchild; // 右子树指针 } huffman_node; // 哈夫曼编码节点 typedef struct huffman_code { char ch; // 字符 char *code; // 编码 } huffman_code; // 哈夫曼编码表 typedef struct huffman_table { huffman_code *codes; // 编码数组 int n; // 字符集大小 } huffman_table; // 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 huffman_node *create_huffman_tree(int n, char *chars, int *weights); // 利用已建好的哈夫曼树,对输入的正文进行编码,存储编码结果 void huffman_encode(huffman_node *root, char *text, int len, huffman_table *table); // 利用编码后的结果进行译码,存储译码结果 void huffman_decode(huffman_node *root, char *code, int len, char *text); // 输出字符与编码的一一对应关系 void print_huffman_table(huffman_table *table); // 将已创建的哈夫曼树输出到显示器上 void print_huffman_tree(huffman_node *root); // 销毁哈夫曼树 void destroy_huffman_tree(huffman_node *root); int main() { // 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 huffman_node *root = create_huffman_tree(n, chars, weights); // 打印哈夫曼树 print_huffman_tree(root); // 哈夫曼编码 huffman_table table; huffman_encode(root, text, len, &table); // 输出编码规则 print_huffman_table(&table); // 哈夫曼译码 char *text2 = malloc(len + 1); huffman_decode(root, table.codes[0].code, strlen(table.codes[0].code), text2); printf("%s\n", text2); // 销毁哈夫曼树 destroy_huffman_tree(root); return 0; } huffman_node *create_huffman_tree(int n, char *chars, int *weights) { // TODO: 实现建立哈夫曼树的代码 } void huffman_encode(huffman_node *root, char *text, int len, huffman_table *table) { // TODO: 实现哈夫曼编码的代码 } void huffman_decode(huffman_node *root, char *code, int len, char *text) { // TODO: 实现哈夫曼译码的代码 } void print_huffman_table(huffman_table *table) { // TODO: 实现打印编码规则的代码 } void print_huffman_tree(huffman_node *root) { // TODO: 实现打印哈夫曼树的代码 } void destroy_huffman_tree(huffman_node *root) { // TODO: 实现销毁哈夫曼树的代码 } ```

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