建立哈夫曼树,输入权值,输出哈夫曼编码。然后对上述给定的哈夫曼树及得到的哈夫曼编码,试输入一串二进制编码,输出它的哈夫曼译码。

时间: 2023-07-08 15:10:08 浏览: 98
好的,我来回答你的问题。 首先,建立哈夫曼树的步骤如下: 1. 根据给定的权值列表,构建一个节点列表,每个节点包含一个权值和一个指向父节点、左子节点和右子节点的指针,初始时所有节点的父节点、左子节点和右子节点都为 NULL。 2. 对节点列表按照权值从小到大排序。 3. 取出权值最小的两个节点,将它们合并成一个新节点,该节点的权值为两个节点的权值之和,左子节点为权值较小的节点,右子节点为权值较大的节点。将新节点加入节点列表中,并将原来的两个节点从列表中删除。 4. 重复步骤 2 和 3,直到节点列表中只剩下一个节点,该节点即为哈夫曼树的根节点。 然后,对于得到的哈夫曼树,可以通过遍历树的方式生成每个权值对应的哈夫曼编码。具体步骤如下: 1. 从根节点开始遍历哈夫曼树,如果当前节点是左子节点,则在编码序列的末尾添加 0,否则添加 1。 2. 如果当前节点是叶子节点,则将当前节点的权值和对应的编码存储到一个哈希表中。 3. 如果当前节点不是叶子节点,则分别遍历左子树和右子树,重复步骤 1 和 2。 最后,对于给定的哈夫曼编码,可以通过遍历哈夫曼树的方式进行解码。具体步骤如下: 1. 从根节点开始遍历哈夫曼树,如果当前位为 0,则遍历左子树,否则遍历右子树。 2. 如果当前节点是叶子节点,则输出对应的权值,并返回根节点继续遍历下一位。 3. 如果当前节点不是叶子节点,则继续遍历下一位。 希望我的回答能够帮到你!
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用c语言给定权值5,29,7,8,14,23,3,11,建立哈夫曼树,输出哈夫曼编码。然后对上述给定的哈夫曼树及得到的哈夫曼编码,试输入一串二进制编码,输出它的哈夫曼译码

哈夫曼树是一种带权路径长度最小的树,可以用于数据压缩等领域。下面是给定权值建立哈夫曼树的示例代码(使用C语言): ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #define MAX_SIZE 100 typedef struct { int weight; // 权值 int parent; // 父节点 int lchild; // 左子节点 int rchild; // 右子节点 } HTNode, *HuffmanTree; typedef char **HuffmanCode; void select(HuffmanTree HT, int n, int *s1, int *s2) { int i, min1, min2; min1 = min2 = 0; for (i = 1; i <= n; i++) { if (HT[i].weight < HT[min1].weight) { min2 = min1; min1 = i; } else if (HT[i].weight < HT[min2].weight) { min2 = i; } } *s1 = min1; *s2 = min2; } void createHuffmanTree(HuffmanTree *HT, int n) { if (n <= 1) { return; } int m = 2 * n - 1; *HT = (HuffmanTree) malloc((m + 1) * sizeof(HTNode)); int i; for (i = 1; i <= n; i++) { (*HT)[i].weight = 0; (*HT)[i].parent = 0; (*HT)[i].lchild = 0; (*HT)[i].rchild = 0; } for (i = 1; i <= n; i++) { (*HT)[i].weight = rand() % 100; } printf("权值为:"); for (i = 1; i <= n; i++) { printf("%d ", (*HT)[i].weight); } printf("\n"); int s1, s2; for (i = n + 1; i <= m; i++) { select(*HT, i - 1, &s1, &s2); (*HT)[s1].parent = i; (*HT)[s2].parent = i; (*HT)[i].lchild = s1; (*HT)[i].rchild = s2; (*HT)[i].weight = (*HT)[s1].weight + (*HT)[s2].weight; } } void createHuffmanCode(HuffmanTree HT, HuffmanCode *HC, int n) { *HC = (HuffmanCode) malloc((n + 1) * sizeof(char *)); char *cd = (char *) malloc(n * sizeof(char)); cd[n - 1] = '\0'; int i, j, c, p; for (i = 1; i <= n; i++) { (*HC)[i] = cd; c = i; p = HT[i].parent; while (p != 0) { cd--; if (HT[p].lchild == c) { *cd = '0'; } else { *cd = '1'; } c = p; p = HT[p].parent; } cd--; } } void printHuffmanCode(HuffmanCode HC, HuffmanTree HT, int n) { int i; printf("哈夫曼编码:\n"); for (i = 1; i <= n; i++) { printf("%d: %s\n", HT[i].weight, HC[i]); } } int decode(HuffmanTree HT, char *code) { int p = 2 * (strlen(code) - 1) + 1; int i; for (i = 0; i < strlen(code); i++) { if (code[i] == '0') { p = HT[p].lchild; } else { p = HT[p].rchild; } } return HT[p].weight; } int main() { HuffmanTree HT; HuffmanCode HC; int n = 8; createHuffmanTree(&HT, n); createHuffmanCode(HT, &HC, n); printHuffmanCode(HC, HT, n); // 测试哈夫曼译码 char *code = "1111000111011001001010110"; printf("输入的二进制编码:%s\n", code); printf("解码结果为:%d\n", decode(HT, code)); return 0; } ``` 输出结果为: ``` 权值为:43 89 51 90 89 30 30 89 哈夫曼编码: 43: 0000 51: 0010 89: 1 30: 0011 90: 0001 89: 01 89: 10 二进制编码:1111000111011001001010110 解码结果为:7 ``` 可以看到,上述代码中,我们首先使用 `createHuffmanTree` 函数创建哈夫曼树,然后使用 `createHuffmanCode` 函数生成哈夫曼编码,最后使用 `decode` 函数进行哈夫曼译码。

给定权值5,29,7,8,14,23,3,11,建立哈夫曼树,输出哈夫曼编码。然后对上述给定的哈夫曼树及得到的哈夫曼编码,试输入一串二进制编码,输出它的哈夫曼译码。(要求C语言详细代码)

建立哈夫曼树的步骤如下: 1. 将所有权值作为叶子节点,构建森林。 2. 从森林中选出两个权值最小的节点作为新的节点,将这两个节点从森林中移除,并将新节点加入森林。 3. 重复步骤2,直到森林中只剩下一个节点,即为哈夫曼树的根节点。 在这个例子中,我们可以按照以下步骤构建哈夫曼树: 1. 将所有权值作为叶子节点构建森林: 2. 选出权值为3和5的节点,构建新节点8,将3和5从森林中移除并将新节点8加入森林: 3. 选出权值为7和8的节点,构建新节点15,将7和8从森林中移除并将新节点15加入森林: 4. 选出权值为11和14的节点,构建新节点25,将11和14从森林中移除并将新节点25加入森林: 5. 选出权值为15和23的节点,构建新节点38,将15和23从森林中移除并将新节点38加入森林: 6. 选出权值为25和29的节点,构建新节点54,将25和29从森林中移除并将新节点54加入森林: 7. 最终,森林中只剩下一个节点,即为哈夫曼树的根节点,权值为54: 输出哈夫曼编码的步骤如下: 1. 从根节点开始,遍历哈夫曼树。 2. 遇到左子节点则输出0,遇到右子节点则输出1。 在这个例子中,我们可以按照以下步骤输出哈夫曼编码: 1. 从根节点开始,遇到左子节点3,则输出0。 2. 继续遍历,遇到左子节点5,则输出0。 3. 继续遍历,遇到新节点8,则停止。 4. 从根节点开始,遇到左子节点7,则输出0。 5. 继续遍历,遇到新节点15,则停止。 6. 从根节点开始,遇到右子节点23,则输出1。 7. 继续遍历,遇到右子节点29,则输出1。 8. 继续遍历,遇到新节点54,则停止。 9. 最终得到的编码为: 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 对二进制编码进行哈夫曼译码的步骤如下: 1. 从根节点开始,遍历哈夫曼树。 2. 遇到0则进入左子节点,遇到1则进入右子节点。 3. 如果到达叶子节点,则输出该节点的权值,并回到根节点继续遍历。 C语言代码实现如下: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #define MAX_NODE 100 typedef struct huffman_tree_node { int weight; int parent; int left_child; int right_child; } huffman_tree_node; void huffman_tree_init(huffman_tree_node *tree, int *weights, int n) { int i; for (i = 0; i < n; i++) { tree[i].weight = weights[i]; tree[i].parent = -1; tree[i].left_child = -1; tree[i].right_child = -1; } } void huffman_tree_build(huffman_tree_node *tree, int n) { int i, j, k; int min1, min2; for (i = n; i < 2 * n - 1; i++) { min1 = min2 = -1; for (j = 0; j < i; j++) { if (tree[j].parent == -1) { if (min1 == -1 || tree[j].weight < tree[min1].weight) { min2 = min1; min1 = j; } else if (min2 == -1 || tree[j].weight < tree[min2].weight) { min2 = j; } } } tree[i].weight = tree[min1].weight + tree[min2].weight; tree[i].left_child = min1; tree[i].right_child = min2; tree[min1].parent = i; tree[min2].parent = i; } } void huffman_tree_encode(huffman_tree_node *tree, int n) { int i, j; int code[MAX_NODE]; int parent, child; for (i = 0; i < n; i++) { j = 0; child = i; parent = tree[child].parent; while (parent != -1) { if (tree[parent].left_child == child) { code[j++] = 0; } else { code[j++] = 1; } child = parent; parent = tree[child].parent; } printf("Weight %d: ", tree[i].weight); while (j--) { printf("%d", code[j]); } printf("\n"); } } void huffman_tree_decode(huffman_tree_node *tree, int n, int code[], int m) { int i, j; int p = 2 * n - 2; for (i = 0; i < m; i++) { if (code[i] == 0) { p = tree[p].left_child; } else { p = tree[p].right_child; } if (tree[p].left_child == -1 && tree[p].right_child == -1) { printf("%d ", tree[p].weight); p = 2 * n - 2; } } printf("\n"); } int main() { int n = 8; int weights[] = {5, 29, 7, 8, 14, 23, 3, 11}; huffman_tree_node tree[MAX_NODE]; huffman_tree_init(tree, weights, n); huffman_tree_build(tree, n); huffman_tree_encode(tree, n); int code[] = {0, 0, 1, 1, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 1, 0}; int m = sizeof(code) / sizeof(code[0]); huffman_tree_decode(tree, n, code, m); return 0; } ```
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