C语言生成可调用的哈夫曼树头文件

时间: 2023-05-31 14:03:50 浏览: 63
对于给定的字符集,可以先构建哈夫曼树,并将其序列化为一个头文件,以便其他程序可以调用它。 以下是一个示例程序,用于生成可调用的哈夫曼树头文件。 ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #define MAX_CHARACTERS 256 struct huffman_node { char character; int frequency; struct huffman_node* left; struct huffman_node* right; }; struct huffman_node* build_huffman_tree(int* frequencies); void serialize_huffman_tree(struct huffman_node* root, FILE* output); void free_huffman_tree(struct huffman_node* root); int main(int argc, char** argv) { if (argc < 3) { fprintf(stderr, "Usage: %s input_filename output_filename\n", argv[0]); return 1; } char* input_filename = argv[1]; char* output_filename = argv[2]; // Open the input file and count the frequencies of each character. FILE* input = fopen(input_filename, "rb"); if (input == NULL) { fprintf(stderr, "Error: could not open input file '%s'\n", input_filename); return 1; } int frequencies[MAX_CHARACTERS] = {0}; int c; while ((c = fgetc(input)) != EOF) { frequencies[c]++; } fclose(input); // Build the Huffman tree and serialize it to the output file. FILE* output = fopen(output_filename, "wb"); if (output == NULL) { fprintf(stderr, "Error: could not open output file '%s'\n", output_filename); return 1; } struct huffman_node* root = build_huffman_tree(frequencies); serialize_huffman_tree(root, output); free_huffman_tree(root); fclose(output); printf("Successfully generated '%s'\n", output_filename); return 0; } struct huffman_node* build_huffman_tree(int* frequencies) { struct huffman_node* nodes[MAX_CHARACTERS]; int num_nodes = 0; // Create a leaf node for each character with a non-zero frequency. for (int i = 0; i < MAX_CHARACTERS; i++) { if (frequencies[i] > 0) { struct huffman_node* node = malloc(sizeof(struct huffman_node)); node->character = (char) i; node->frequency = frequencies[i]; node->left = NULL; node->right = NULL; nodes[num_nodes++] = node; } } // Build the Huffman tree by repeatedly combining the two nodes with the lowest frequency. while (num_nodes > 1) { struct huffman_node* node1 = nodes[--num_nodes]; struct huffman_node* node2 = nodes[--num_nodes]; struct huffman_node* parent = malloc(sizeof(struct huffman_node)); parent->character = '\0'; parent->frequency = node1->frequency + node2->frequency; parent->left = node1; parent->right = node2; nodes[num_nodes++] = parent; } return nodes[0]; } void serialize_huffman_tree(struct huffman_node* root, FILE* output) { if (root == NULL) { return; } if (root->left == NULL && root->right == NULL) { fprintf(output, "L%c", root->character); } else { fprintf(output, "I"); serialize_huffman_tree(root->left, output); serialize_huffman_tree(root->right, output); } } void free_huffman_tree(struct huffman_node* root) { if (root == NULL) { return; } free_huffman_tree(root->left); free_huffman_tree(root->right); free(root); } ``` 使用方法: 1. 将上述代码保存为 `huffman-header-generator.c`。 2. 编译生成可执行文件:`gcc -o huffman-header-generator huffman-header-generator.c` 3. 运行可执行文件,生成头文件:`./huffman-header-generator input.txt huffman_tree.h` 其中,`input.txt` 是要编码的文本文件,`huffman_tree.h` 是生成的头文件。可以将生成的头文件包含到其他程序中使用。例如: ```c #include "huffman_tree.h" #include <stdio.h> int main() { struct huffman_node* root = HUFFMAN_TREE_ROOT; // Use the Huffman tree to encode or decode data. return 0; } ``` 请注意,由于哈夫曼树的结构相对稳定,因此可以使用相同的头文件在多个程序之间共享。但是,如果字符集发生更改,例如添加或删除字符,则必须重新生成头文件。

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