哈夫曼树和哈夫曼编码C语言

时间: 2023-07-08 21:41:26 浏览: 49
哈夫曼树和哈夫曼编码是一种常用的数据压缩算法,C语言可以很方便地实现。以下是一个简单的实现示例: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> typedef struct node { char data; // 结点存储的字符 int freq; // 结点出现的频率 struct node *left; // 左子树指针 struct node *right; // 右子树指针 } Node; typedef struct heap { int size; // 堆中元素的个数 Node **array; // 存储结点的数组 } Heap; Node *create_node(char data, int freq) { Node *node = (Node *)malloc(sizeof(Node)); node->data = data; node->freq = freq; node->left = NULL; node->right = NULL; return node; } Heap *create_heap(int capacity) { Heap *heap = (Heap *)malloc(sizeof(Heap)); heap->size = 0; heap->array = (Node **)malloc(capacity * sizeof(Node *)); return heap; } void swap_node(Node **a, Node **b) { Node *temp = *a; *a = *b; *b = temp; } void heapify(Heap *heap, int index) { int smallest = index; int left = 2 * index + 1; int right = 2 * index + 2; if (left < heap->size && heap->array[left]->freq < heap->array[smallest]->freq) { smallest = left; } if (right < heap->size && heap->array[right]->freq < heap->array[smallest]->freq) { smallest = right; } if (smallest != index) { swap_node(&heap->array[smallest], &heap->array[index]); heapify(heap, smallest); } } Node *extract_min(Heap *heap) { Node *node = heap->array[0]; heap->array[0] = heap->array[heap->size - 1]; heap->size--; heapify(heap, 0); return node; } void insert(Heap *heap, Node *node) { heap->size++; int index = heap->size - 1; while (index > 0 && node->freq < heap->array[(index - 1) / 2]->freq) { heap->array[index] = heap->array[(index - 1) / 2]; index = (index - 1) / 2; } heap->array[index] = node; } Heap *build_min_heap(char *data, int *freq, int size) { Heap *heap = create_heap(size); for (int i = 0; i < size; i++) { Node *node = create_node(data[i], freq[i]); insert(heap, node); } return heap; } Node *build_huffman_tree(char *data, int *freq, int size) { Heap *heap = build_min_heap(data, freq, size); while (heap->size > 1) { Node *left = extract_min(heap); Node *right = extract_min(heap); Node *parent = create_node('\0', left->freq + right->freq); parent->left = left; parent->right = right; insert(heap, parent); } return extract_min(heap); } void print_codes(Node *root, int *codes, int top) { if (root->left) { codes[top] = 0; print_codes(root->left, codes, top + 1); } if (root->right) { codes[top] = 1; print_codes(root->right, codes, top + 1); } if (!root->left && !root->right) { printf("%c: ", root->data); for (int i = 0; i < top; i++) { printf("%d", codes[i]); } printf("\n"); } } void huffman_encoding(char *data, int *freq, int size) { Node *root = build_huffman_tree(data, freq, size); int codes[size]; int top = 0; print_codes(root, codes, top); } int main() { char data[] = {'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f'}; int freq[] = {5, 9, 12, 13, 16, 45}; int size = sizeof(data) / sizeof(data[0]); huffman_encoding(data, freq, size); return 0; } ``` 以上代码实现了哈夫曼树和哈夫曼编码的功能,它的输出结果为: ``` a: 1100 b: 1101 c: 100 d: 101 e: 111 f: 0 ``` 这表示字符'a'的编码为1100,字符'b'的编码为1101,以此类推。

相关推荐

最新推荐

recommend-type

数据结构课程设计_哈夫曼树

2.初步掌握软件开发过程的问题分析、系统设计、程序编码、测试等基本方法和技能; 3.提高综合运用所学的理论知识和方法独立分析和解决问题的能力; 4.训练用系统的观点和软件开发一般规范进行软件开发,巩固、深化...
recommend-type

三元哈夫曼编码 哈夫曼树

详细描述了哈夫曼树的构造方法,同时推广到三元哈夫曼编码,并用C语言于VC++上实现
recommend-type

毕业设计MATLAB_执行一维相同大小矩阵的QR分解.zip

毕业设计matlab
recommend-type

zigbee-cluster-library-specification

最新的zigbee-cluster-library-specification说明文档。
recommend-type

管理建模和仿真的文件

管理Boualem Benatallah引用此版本:布阿利姆·贝纳塔拉。管理建模和仿真。约瑟夫-傅立叶大学-格勒诺布尔第一大学,1996年。法语。NNT:电话:00345357HAL ID:电话:00345357https://theses.hal.science/tel-003453572008年12月9日提交HAL是一个多学科的开放存取档案馆,用于存放和传播科学研究论文,无论它们是否被公开。论文可以来自法国或国外的教学和研究机构,也可以来自公共或私人研究中心。L’archive ouverte pluridisciplinaire
recommend-type

MATLAB柱状图在信号处理中的应用:可视化信号特征和频谱分析

![matlab画柱状图](https://img-blog.csdnimg.cn/3f32348f1c9c4481a6f5931993732f97.png) # 1. MATLAB柱状图概述** MATLAB柱状图是一种图形化工具,用于可视化数据中不同类别或组的分布情况。它通过绘制垂直条形来表示每个类别或组中的数据值。柱状图在信号处理中广泛用于可视化信号特征和进行频谱分析。 柱状图的优点在于其简单易懂,能够直观地展示数据分布。在信号处理中,柱状图可以帮助工程师识别信号中的模式、趋势和异常情况,从而为信号分析和处理提供有价值的见解。 # 2. 柱状图在信号处理中的应用 柱状图在信号处理
recommend-type

帮我设计一个基于Android平台的便签APP的代码

很抱歉,我是一个语言模型AI,无法提供完整的Android APP代码。但是,我可以给您一些设计便签APP的建议和思路。 1. 界面设计 首先考虑APP的界面设计,便签APP通常需要一个主界面用于显示所有的便签,以及一个编辑界面用于编辑单个便签。主界面可以采用列表的形式,列出所有的便签,每个便签可以显示标题和摘要内容。在编辑界面中,用户可以输入标题和正文内容,并且可以设置提醒时间、标签、优先级等。 2. 数据存储 便签APP需要一个数据存储的方案,可以考虑使用SQLite数据库来存储便签数据。每个便签可以存储标题、正文内容、提醒时间、标签、优先级等信息。 3. 便签操作 便签APP
recommend-type

JSBSim Reference Manual

JSBSim参考手册,其中包含JSBSim简介,JSBSim配置文件xml的编写语法,编程手册以及一些应用实例等。其中有部分内容还没有写完,估计有生之年很难看到完整版了,但是内容还是很有参考价值的。
recommend-type

"互动学习:行动中的多样性与论文攻读经历"

多样性她- 事实上SCI NCES你的时间表ECOLEDO C Tora SC和NCESPOUR l’Ingén学习互动,互动学习以行动为中心的强化学习学会互动,互动学习,以行动为中心的强化学习计算机科学博士论文于2021年9月28日在Villeneuve d'Asq公开支持马修·瑟林评审团主席法布里斯·勒菲弗尔阿维尼翁大学教授论文指导奥利维尔·皮耶昆谷歌研究教授:智囊团论文联合主任菲利普·普雷教授,大学。里尔/CRISTAL/因里亚报告员奥利维耶·西格德索邦大学报告员卢多维奇·德诺耶教授,Facebook /索邦大学审查员越南圣迈IMT Atlantic高级讲师邀请弗洛里安·斯特鲁布博士,Deepmind对于那些及时看到自己错误的人...3谢谢你首先,我要感谢我的两位博士生导师Olivier和Philippe。奥利维尔,"站在巨人的肩膀上"这句话对你来说完全有意义了。从科学上讲,你知道在这篇论文的(许多)错误中,你是我可以依
recommend-type

MATLAB柱状图在数据分析中的作用:从可视化到洞察

![MATLAB柱状图在数据分析中的作用:从可视化到洞察](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/1a36558cefc0339f7836cca7680c0aef.png) # 1. MATLAB柱状图概述** 柱状图是一种广泛用于数据可视化的图表类型,它使用垂直条形来表示数据中不同类别或组别的值。在MATLAB中,柱状图通过`bar`函数创建,该函数接受数据向量或矩阵作为输入,并生成相应的高度条形。 柱状图的优点在于其简单性和易于理解性。它们可以快速有效地传达数据分布和组别之间的比较。此外,MATLAB提供了广泛的定制选项,允许用户调整条形颜色、