根据输入的字符串构建霍夫曼树c语言

时间: 2023-12-09 08:06:14 浏览: 29
好的,下面是一个用 C 语言实现的构建霍夫曼树的示例: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #define MAX_LEN 256 // 节点结构体 typedef struct node { char ch; // 字符 int freq; // 频率 struct node *left, *right; // 左右子节点 } Node; // 堆结构体 typedef struct heap { Node **nodes; // 节点数组 int size; // 堆大小 int capacity; // 堆容量 } Heap; // 创建节点 Node* create_node(char ch, int freq) { Node *node = (Node*)malloc(sizeof(Node)); node->ch = ch; node->freq = freq; node->left = node->right = NULL; return node; } // 交换两个节点 void swap_node(Node **n1, Node **n2) { Node *temp = *n1; *n1 = *n2; *n2 = temp; } // 向下调整节点 void heapify(Heap *heap, int idx) { int smallest = idx; int left = 2 * idx + 1; int right = 2 * idx + 2; if (left < heap->size && heap->nodes[left]->freq < heap->nodes[smallest]->freq) { smallest = left; } if (right < heap->size && heap->nodes[right]->freq < heap->nodes[smallest]->freq) { smallest = right; } if (smallest != idx) { swap_node(&heap->nodes[idx], &heap->nodes[smallest]); heapify(heap, smallest); } } // 插入节点到堆中 void insert_node(Heap *heap, Node *node) { if (heap->size == heap->capacity) { printf("Heap is full\n"); return; } int idx = heap->size; heap->nodes[idx] = node; heap->size++; while (idx > 0 && heap->nodes[(idx - 1) / 2]->freq > heap->nodes[idx]->freq) { swap_node(&heap->nodes[(idx - 1) / 2], &heap->nodes[idx]); idx = (idx - 1) / 2; } } // 从堆中取出最小节点 Node* extract_min(Heap *heap) { if (heap->size == 0) { printf("Heap is empty\n"); return NULL; } Node *min_node = heap->nodes[0]; heap->nodes[0] = heap->nodes[heap->size - 1]; heap->size--; heapify(heap, 0); return min_node; } // 构建霍夫曼树 Node* build_huffman_tree(char *s) { int freq[MAX_LEN] = {0}; int len = strlen(s); for (int i = 0; i < len; i++) { freq[s[i]]++; } Heap *heap = (Heap*)malloc(sizeof(Heap)); heap->nodes = (Node**)malloc(sizeof(Node*) * len); heap->size = 0; heap->capacity = len; for (int i = 0; i < MAX_LEN; i++) { if (freq[i] > 0) { Node *node = create_node(i, freq[i]); insert_node(heap, node); } } while (heap->size > 1) { Node *left = extract_min(heap); Node *right = extract_min(heap); Node *parent = create_node('$', left->freq + right->freq); parent->left = left; parent->right = right; insert_node(heap, parent); } Node *root = extract_min(heap); free(heap->nodes); free(heap); return root; } // 打印霍夫曼树 void print_huffman_tree(Node *root, int level) { if (root == NULL) { return; } print_huffman_tree(root->right, level + 1); for (int i = 0; i < level; i++) { printf(" "); } if (root->ch == '$') { printf("*\n"); } else { printf("%c\n", root->ch); } print_huffman_tree(root->left, level + 1); } int main() { char s[] = "Hello, world!"; Node *root = build_huffman_tree(s); print_huffman_tree(root, 0); return 0; } ``` 这个代码示例中,使用了一个堆来存储节点,并按照节点的频率来维护堆的顺序。通过不断地取出频率最小的两个节点,构建出霍夫曼树。最后打印出来的霍夫曼树中,`$` 表示非叶子节点,其他字符表示叶子节点。

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