C语言 写函数以字母出现次数作权值,建Haffman树(n个叶子),给出每个字母的Haffman编码。 用每个字母编码对原短文进行编码,码文存入文件b中。 用Haffman树对b中码文进行译码,结果存入文件c中,比较a,c是否一致,以检验编码、译码的正确性。

时间: 2023-06-18 21:05:18 浏览: 55
以下是 C 语言的实现代码: ```c #include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<string.h> #define MAX_LETTERS 26 typedef struct TreeNode { char letter; // 字母 int count; // 出现次数 char *code; // Huffman 编码 struct TreeNode* left; // 左子树 struct TreeNode* right; // 右子树 } TreeNode; // 创建一个节点 TreeNode* create_node(char letter, int count) { TreeNode* node = (TreeNode*) malloc(sizeof(TreeNode)); node->letter = letter; node->count = count; node->code = NULL; node->left = NULL; node->right = NULL; return node; } // 释放一个节点 void free_node(TreeNode* node) { if (node != NULL) { free(node->code); free(node); } } // 计算字母出现次数 void count_letters(const char* text, int* counts) { int len = strlen(text); for (int i = 0; i < len; i++) { char c = text[i]; if (c >= 'a' && c <= 'z') { counts[c - 'a']++; } else if (c >= 'A' && c <= 'Z') { counts[c - 'A']++; } } } // 创建 Huffman 树 TreeNode* create_huffman_tree(int* counts) { // 初始化叶子节点 TreeNode* nodes[MAX_LETTERS]; int n = 0; for (int i = 0; i < MAX_LETTERS; i++) { if (counts[i] > 0) { nodes[n] = create_node('a' + i, counts[i]); n++; } } // 构建 Huffman 树 while (n > 1) { // 找到权值最小的两个节点 int i1 = 0, i2 = 1; if (nodes[i1]->count > nodes[i2]->count) { int tmp = i1; i1 = i2; i2 = tmp; } for (int i = 2; i < n; i++) { if (nodes[i]->count < nodes[i1]->count) { i2 = i1; i1 = i; } else if (nodes[i]->count < nodes[i2]->count) { i2 = i; } } // 合并两个节点 TreeNode* parent = create_node('\0', nodes[i1]->count + nodes[i2]->count); parent->left = nodes[i1]; parent->right = nodes[i2]; nodes[i1] = parent; nodes[i2] = nodes[n - 1]; n--; } return nodes[0]; } // 编码 Huffman 树 void encode_huffman_tree(TreeNode* node, char* code, int depth) { if (node == NULL) { return; } if (node->left == NULL && node->right == NULL) { node->code = (char*) malloc((depth + 1) * sizeof(char)); strcpy(node->code, code); return; } if (node->left != NULL) { code[depth] = '0'; encode_huffman_tree(node->left, code, depth + 1); } if (node->right != NULL) { code[depth] = '1'; encode_huffman_tree(node->right, code, depth + 1); } } // 释放 Huffman 树 void free_huffman_tree(TreeNode* node) { if (node != NULL) { free_huffman_tree(node->left); free_huffman_tree(node->right); free_node(node); } } // 编码文本 void encode_text(const char* text, const TreeNode* root, char* code) { int len = strlen(text); int pos = 0; for (int i = 0; i < len; i++) { char c = text[i]; if (c >= 'a' && c <= 'z') { TreeNode* node = root; while (node->left != NULL && node->right != NULL) { if (code[pos] == '0') { node = node->left; } else { node = node->right; } pos++; } printf("%s", node->code); } else if (c >= 'A' && c <= 'Z') { TreeNode* node = root; while (node->left != NULL && node->right != NULL) { if (code[pos] == '0') { node = node->left; } else { node = node->right; } pos++; } printf("%s", node->code); } } printf("\n"); } // 译码文本 void decode_text(const char* code, const TreeNode* root, char* text) { int len = strlen(code); int pos = 0; TreeNode* node = root; for (int i = 0; i < len; i++) { if (code[i] == '0') { node = node->left; } else { node = node->right; } if (node->left == NULL && node->right == NULL) { text[pos] = node->letter; pos++; node = root; } } text[pos] = '\0'; } int main() { char text[1000]; printf("请输入待编码的文本:\n"); fgets(text, sizeof(text), stdin); int counts[MAX_LETTERS] = {0}; count_letters(text, counts); TreeNode* root = create_huffman_tree(counts); char code[MAX_LETTERS] = ""; encode_huffman_tree(root, code, 0); printf("字母 Huffman 编码如下:\n"); for (int i = 0; i < MAX_LETTERS; i++) { if (counts[i] > 0) { printf("%c: %s\n", 'a' + i, root[i].code); } } printf("编码后的文本如下:\n"); encode_text(text, root, code); char decoded_text[1000]; decode_text(code, root, decoded_text); printf("解码后的文本如下:\n%s", decoded_text); free_huffman_tree(root); return 0; } ``` 这个程序需要通过命令行输入待编码的文本,然后输出字母的 Huffman 编码,编码后的文本以及解码后的文本。可以通过输入输出重定向来将编码后的文本存储到文件中,然后再读取文件进行译码,比较编码前后的文本是否一致,以检验编码、译码的正确性。

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