用c语言数据结构编写程序,输入结点个数及各结点对应的权值,创建哈夫曼树,生成哈夫曼编码并输出。
时间: 2023-10-28 21:14:22 浏览: 80
以下是用C语言数据结构编写的哈夫曼树程序:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#define MAX_NODE 100 // 最大结点数
// 哈夫曼树结点结构体
typedef struct {
int weight; // 权值
int parent, lchild, rchild; // 父结点、左子结点、右子结点的下标
} HuffmanNode;
// 哈夫曼编码结构体
typedef struct {
char ch; // 字符
char code[MAX_NODE]; // 编码
} HuffmanCode;
// 选择权值最小的两个结点
void selectMinNodes(HuffmanNode *nodes, int n, int *min1, int *min2) {
int i, j;
*min1 = *min2 = -1;
for (i = 0; i < n; i++) {
if (nodes[i].parent == -1) { // 未被选择
if (*min1 == -1 || nodes[i].weight < nodes[*min1].weight) {
*min2 = *min1;
*min1 = i;
} else if (*min2 == -1 || nodes[i].weight < nodes[*min2].weight) {
*min2 = i;
}
}
}
}
// 创建哈夫曼树
void createHuffmanTree(HuffmanNode *nodes, int n) {
int i, min1, min2;
for (i = 0; i < n - 1; i++) {
selectMinNodes(nodes, n + i, &min1, &min2);
nodes[min1].parent = n + i;
nodes[min2].parent = n + i;
nodes[n + i].weight = nodes[min1].weight + nodes[min2].weight;
nodes[n + i].lchild = min1;
nodes[n + i].rchild = min2;
}
}
// 生成哈夫曼编码
void generateHuffmanCode(HuffmanNode *nodes, int n, HuffmanCode *codes) {
int i, j, parent, current;
char code[MAX_NODE + 1];
code[n] = '\0';
for (i = 0; i < n; i++) {
codes[i].ch = i; // 字符
current = i;
parent = nodes[current].parent;
while (parent != -1) { // 从叶子结点向上走到根结点
if (nodes[parent].lchild == current) {
code[--n] = '0';
} else {
code[--n] = '1';
}
current = parent;
parent = nodes[current].parent;
}
strcpy(codes[i].code, &code[n]); // 复制编码
}
}
int main() {
int n, i;
HuffmanNode nodes[MAX_NODE];
HuffmanCode codes[MAX_NODE];
printf("请输入结点个数:");
scanf("%d", &n);
printf("请输入各结点的权值:");
for (i = 0; i < n; i++) {
scanf("%d", &nodes[i].weight);
nodes[i].parent = -1;
nodes[i].lchild = -1;
nodes[i].rchild = -1;
}
createHuffmanTree(nodes, n);
generateHuffmanCode(nodes, n, codes);
printf("哈夫曼编码表:\n");
for (i = 0; i < n; i++) {
printf("%c: %s\n", codes[i].ch, codes[i].code);
}
return 0;
}
```
程序的思路如下:
1. 定义哈夫曼树结点结构体和哈夫曼编码结构体;
2. 输入结点个数和各结点的权值;
3. 创建哈夫曼树,即重复选择权值最小的两个结点,合并为一个新的结点,直到只剩下一个根结点;
4. 生成哈夫曼编码,即从每个叶子结点向上走到根结点,记录路径上的 '0' 和 '1',得到对应的编码;
5. 输出哈夫曼编码表。
注意:程序中有一个假设,即每个结点对应的字符就是该字符在 ASCII 码表中的编码。如果需要处理其他字符集,需要修改程序。
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