c 输入n个叶子结点的权值构造哈夫曼树;根据哈夫曼树构造哈夫曼编码,以指向字符串的指针数组来存放,从叶子到根逆向求每个叶子结点的哈夫曼编码;对密文完成解码工作。

时间: 2024-05-01 10:21:28 浏览: 18
以下是C语言代码实现: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #define MAX_N 1000 typedef struct _Node { int weight; int parent, left, right; } Node; void Huffman(int *w, int n, Node *tree); void GetHuffmanCode(Node *tree, int n, char **code); void Decode(char *msg, Node *tree, int n, char **code, char *result); int main() { int n; int w[MAX_N]; Node tree[MAX_N * 2 - 1]; char *code[MAX_N]; char msg[MAX_N]; char result[MAX_N]; // 输入叶子节点权值 printf("请输入叶子节点个数n: "); scanf("%d", &n); printf("请输入%d个叶子节点的权值:\n", n); for (int i = 0; i < n; i++) { scanf("%d", &w[i]); } // 构造哈夫曼树 Huffman(w, n, tree); // 构造哈夫曼编码 GetHuffmanCode(tree, n, code); // 输入密文进行解码 printf("请输入密文: "); scanf("%s", msg); Decode(msg, tree, n, code, result); // 输出解码结果 printf("解码结果为: %s\n", result); // 释放动态分配的内存 for (int i = 0; i < n; i++) { free(code[i]); } return 0; } // 构造哈夫曼树 void Huffman(int *w, int n, Node *tree) { int m = n * 2 - 1; for (int i = 0; i < m; i++) { tree[i].weight = i < n ? w[i] : 0; tree[i].parent = -1; tree[i].left = -1; tree[i].right = -1; } for (int i = n; i < m; i++) { int min1 = -1, min2 = -1; for (int 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 = min1; tree[i].right = min2; tree[min1].parent = i; tree[min2].parent = i; } } // 构造哈夫曼编码 void GetHuffmanCode(Node *tree, int n, char **code) { for (int i = 0; i < n; i++) { int node = i; int parent = tree[node].parent; int len = 0; code[i] = (char *) malloc(sizeof(char) * (n + 1)); while (parent != -1) { if (tree[parent].left == node) { code[i][len++] = '0'; } else { code[i][len++] = '1'; } node = parent; parent = tree[node].parent; } code[i][len] = '\0'; strrev(code[i]); } } // 对密文进行解码 void Decode(char *msg, Node *tree, int n, char **code, char *result) { int p = 0; int node = 2 * n - 2; while (msg[p] != '\0') { if (msg[p] == '0') { node = tree[node].left; } else { node = tree[node].right; } if (node < n) { // 到达叶子节点 strcat(result, code[node]); node = 2 * n - 2; } p++; } } ``` 代码中使用 `Node` 结构体存储哈夫曼树的节点信息,其中 `weight` 表示节点权值,`parent` 表示父节点编号,`left` 和 `right` 分别表示左右子节点编号。`Huffman` 函数构造哈夫曼树,`GetHuffmanCode` 函数构造哈夫曼编码,`Decode` 函数对密文进行解码。 对于一个长度为 $n$ 的字符串,哈夫曼编码的长度最多为 $n \log n$,因此在代码中动态分配了长度为 $n+1$ 的字符数组来存储哈夫曼编码。在解码时,从根节点开始遍历哈夫曼树,遇到 `0` 则进入左子树,遇到 `1` 则进入右子树,直到到达叶子节点,将对应叶子节点的哈夫曼编码拼接到解码结果中,然后返回根节点继续遍历。

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