利用C语言编写一个完整代码。具体要求为:从键盘任意输入一个带空格由英文字母构成的文本字符串,例如“ilikelearningdatastructurecourse”,首先根据该字符串创建Huffman树,之后进行Huffman编码,然后把该字符串的Huffman编码结果向屏幕输出。能够利用前述的Huffman编码结果对某0-1码流进行解码得到字符串,并作出详细注释

时间: 2024-03-07 22:48:08 浏览: 72
以下是实现以上功能的完整代码,我会尽量详细注释,以方便您理解。 ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <ctype.h> /* 定义二叉树节点结构体 */ typedef struct TreeNode { char data; /* 节点存储的字符 */ int weight; /* 节点权重(出现次数) */ struct TreeNode *left; /* 左子节点 */ struct TreeNode *right; /* 右子节点 */ } TreeNode; /* 定义哈夫曼树结构体 */ typedef struct HuffmanTree { TreeNode *root; /* 根节点 */ } HuffmanTree; /* 哈夫曼编码表结构体 */ typedef struct HuffmanCode { char data; /* 字符 */ char *code; /* 编码 */ struct HuffmanCode *next; /* 指向下一个编码表节点的指针 */ } HuffmanCode; /* 定义哈夫曼编码表链表结构体 */ typedef struct HuffmanCodeList { HuffmanCode *head; /* 头节点指针 */ HuffmanCode *tail; /* 尾节点指针 */ } HuffmanCodeList; /* 创建一个新的二叉树节点 */ TreeNode *newNode(char data, int weight) { TreeNode *node = (TreeNode*)malloc(sizeof(TreeNode)); node->data = data; node->weight = weight; node->left = NULL; node->right = NULL; return node; } /* 按照节点权重从小到大排序的比较函数 */ int cmp(const void *a, const void *b) { TreeNode **pa = (TreeNode**)a; TreeNode **pb = (TreeNode**)b; return (*pa)->weight - (*pb)->weight; } /* 从文本字符串中创建哈夫曼树 */ HuffmanTree *createHuffmanTree(char *str) { int len = strlen(str); int count[26] = {0}; /* 统计每个字母出现的次数 */ for (int i = 0; i < len; i++) { if (isalpha(str[i])) { count[str[i] - 'a']++; } } /* 将每个出现过的字母作为一个节点,构成森林 */ TreeNode *forest[26]; int forestSize = 0; for (int i = 0; i < 26; i++) { if (count[i] > 0) { forest[forestSize++] = newNode(i + 'a', count[i]); } } /* 不断将森林中的节点合并,直到只剩下一棵树为止 */ while (forestSize > 1) { /* 找到森林中权重最小的两个节点 */ qsort(forest, forestSize, sizeof(TreeNode*), cmp); TreeNode *left = forest[0]; TreeNode *right = forest[1]; /* 创建一个新的节点,作为这两个节点的父节点 */ TreeNode *parent = newNode('\0', left->weight + right->weight); parent->left = left; parent->right = right; /* 将这个新的节点加入森林中 */ forest[0] = parent; for (int i = 1; i < forestSize - 1; i++) { forest[i] = forest[i + 1]; } forestSize--; } /* 最后剩下的这棵树即为哈夫曼树 */ HuffmanTree *tree = (HuffmanTree*)malloc(sizeof(HuffmanTree)); tree->root = forest[0]; return tree; } /* 递归生成哈夫曼编码表 */ void generateHuffmanCodeList(TreeNode *node, HuffmanCodeList *list, char *code, int depth) { if (node == NULL) { return; } /* 当前节点是叶子节点,将它的字符和编码加入编码表中 */ if (node->left == NULL && node->right == NULL) { HuffmanCode *huffmanCode = (HuffmanCode*)malloc(sizeof(HuffmanCode)); huffmanCode->data = node->data; huffmanCode->code = (char*)malloc(sizeof(char) * (depth + 1)); huffmanCode->code[depth] = '\0'; strncpy(huffmanCode->code, code, depth); if (list->head == NULL) { list->head = huffmanCode; list->tail = huffmanCode; } else { list->tail->next = huffmanCode; list->tail = huffmanCode; } } /* 分别处理左子树和右子树 */ code[depth] = '0'; generateHuffmanCodeList(node->left, list, code, depth + 1); code[depth] = '1'; generateHuffmanCodeList(node->right, list, code, depth + 1); } /* 生成哈夫曼编码表 */ HuffmanCodeList *generateHuffmanCode(HuffmanTree *tree) { char code[26] = {0}; HuffmanCodeList *list = (HuffmanCodeList*)malloc(sizeof(HuffmanCodeList)); list->head = NULL; list->tail = NULL; generateHuffmanCodeList(tree->root, list, code, 0); return list; } /* 根据哈夫曼编码表,将文本字符串编码为一个0-1串 */ char *encode(HuffmanCodeList *list, char *str) { int len = strlen(str); int codeLen = 0; char *code = (char*)malloc(sizeof(char) * (len * 10)); /* 最多需要10倍的空间 */ code[0] = '\0'; for (int i = 0; i < len; i++) { if (isalpha(str[i])) { /* 在编码表中查找当前字符的编码 */ HuffmanCode *huffmanCode = list->head; while (huffmanCode != NULL && huffmanCode->data != str[i]) { huffmanCode = huffmanCode->next; } if (huffmanCode != NULL) { /* 将编码拼接到0-1串中 */ strcat(code, huffmanCode->code); codeLen += strlen(huffmanCode->code); } } } /* 将0-1串的长度写在字符串的前四个字节中 */ char *result = (char*)malloc(sizeof(char) * (codeLen / 8 + 5)); result[0] = codeLen >> 24 & 0xff; result[1] = codeLen >> 16 & 0xff; result[2] = codeLen >> 8 & 0xff; result[3] = codeLen & 0xff; for (int i = 0; i < codeLen; i += 8) { char byte = 0; for (int j = 0; j < 8; j++) { byte <<= 1; if (code[i + j] == '1') { byte |= 1; } } result[i / 8 + 4] = byte; } result[codeLen / 8 + 4] = '\0'; free(code); return result; } /* 根据哈夫曼编码表,将0-1串解码为文本字符串 */ char *decode(HuffmanCodeList *list, char *code) { int len = (code[0] << 24) | (code[1] << 16) | (code[2] << 8) | code[3]; char *str = (char*)malloc(sizeof(char) * (len + 1)); int pos = 4; int strPos = 0; while (pos < (len + 4) / 8 + 4) { /* 将一个字节拆分为8个二进制位 */ char byte = code[pos++]; for (int i = 7; i >= 0 && strPos < len; i--) { int bit = (byte >> i) & 1; /* 在编码表中查找当前0-1子串对应的字符 */ HuffmanCode *huffmanCode = list->head; while (huffmanCode != NULL && strlen(huffmanCode->code) <= strPos && strncmp(huffmanCode->code, str + strPos - strlen(huffmanCode->code), strlen(huffmanCode->code)) != 0) { huffmanCode = huffmanCode->next; } if (huffmanCode != NULL && strlen(huffmanCode->code) > strPos && huffmanCode->code[strPos] == '0' + bit) { /* 匹配成功 */ str[strPos++] = huffmanCode->data; } else { /* 匹配失败 */ i++; } } } str[len] = '\0'; return str; } int main() { char str[1000]; printf("请输入一个带空格由英文字母构成的文本字符串:\n"); fgets(str, sizeof(str), stdin); str[strlen(str) - 1] = '\0'; /* 去掉末尾的换行符 */ /* 创建哈夫曼树 */ HuffmanTree *tree = createHuffmanTree(str); /* 生成哈夫曼编码表 */ HuffmanCodeList *list = generateHuffmanCode(tree); /* 将文本字符串编码为0-1串 */ char *code = encode(list, str); printf("编码结果:\n"); for (int i = 0; i < (strlen(code) + 7) / 8; i++) { printf("%02x ", code[i] & 0xff); } printf("\n"); /* 将0-1串解码为文本字符串 */ char *decodedStr = decode(list, code); printf("解码结果:%s\n", decodedStr); /* 释放内存 */ TreeNode *node = tree->root; free(tree); while (node != NULL) { TreeNode *next = node->left; if (next == NULL) { next = node->right; free(node); } node = next; } HuffmanCode *huffmanCode = list->head; while (huffmanCode != NULL) { HuffmanCode *next = huffmanCode->next; free(huffmanCode->code); free(huffmanCode); huffmanCode = next; } free(code); free(decodedStr); return 0; } ``` 以上代码是一个完整的实现,可以从键盘输入一个带空格由英文字母构成的文本字符串,创建对应的哈夫曼树,然后进行哈夫曼编码,并输出编码结果。同时,也实现了将哈夫曼编码结果解码为原始字符串的功能。 需要注意的是,由于哈夫曼编码结果是一个0-1串,所以在输出时需要进行一些转换。我在代码中采用了十六进制输出的方式,每个字节用两个十六进制数表示。在解码时,需要将0-1串中的每一个字节拆分成8个二进制位,并在编码表中查找对应的字符。如果匹配成功,则将该字符加入解码结果中;否则,将当前二进制位重新加入待匹配的子串中,继续匹配下一个二进制位。
阅读全文

相关推荐

最新推荐

recommend-type

从键盘读入一段文本,其中的英文字母、数字、空格和除此之外的其他。

本资源展示了一个基本的字符统计程序,用于统计从键盘读入的一段文本中的英文字母、数字、空格和其他字符的个数。该程序使用C语言编写,通过使用while循环和if语句来实现字符的统计。 知识点1: 字符输入 * getchar...
recommend-type

广东工业大学22级物联网工程概率论复习资料

广东工业大学22级物联网工程概率论复习资料,包括PPT、习题(含答案)、期末考试题册(含答案)。 这门概率论课程主要讲解了概率的基本概念、随机变量、概率分布及其应用。课程内容包括离散和连续随机变量的分布、数学期望与方差、极限定理、大数法则、以及多维随机变量的联合分布等。通过学习,学生将掌握概率模型的建立和应用,能够运用概率论方法解决实际问题,分析和预测复杂系统的行为。此外,课程还涉及了一些经典的概率问题与应用,如随机过程、贝叶斯理论等,为后续的统计学、数据分析以及各类工程学科的深入研究提供了坚实的理论基础。
recommend-type

Image_226679847094279.jpg

Image_226679847094279.jpg
recommend-type

java项目,课程设计-ssm留学生交流互动论坛网站.zip

本文以Java为开发技术,实现了一个留学生交流互动论坛网站。留学生交流互动论坛网站的主要实现功能包括:管理员:首页、个人中心、学生管理、经验分享管理、计划分享管理、软件推荐管理、网址推荐管理、标签分类管理、留言板管理、交流论坛、系统管理,学生;首页、个人中心、经验分享管理、计划分享管理、软件推荐管理、网址推荐管理、标签分类管理,前台首页;首页、经验分享、计划分享、软件推荐、网址推荐、交流论坛、学习资讯、留言反馈、个人中心、后台管理功能,基本上实现了整个留学生交流互动论坛网站的过程。 具体在系统设计上,采用了B/S的结构,同时,也使用Java技术在动态页面上进行了设计,后台上采用Mysql数据库,是一个非常优秀的留学生交流互动论坛网站。
recommend-type

java超市销售管理系统源码 超市综合管理系统源码数据库 MySQL源码类型 WebForm

JAVA超市销售管理系统源码 超市综合管理系统源码 1、安装myeclipse 10,并且配置 tomcat6 2、导入项目工程 3、导入Mysql数据库,首先新建mysql数据库,数据库的名字为 脚本名称 4、修改数据库连接字符串,修改连接密码 5、发布工程到tomcat中
recommend-type

黑板风格计算机毕业答辩PPT模板下载

资源摘要信息:"创意经典黑板风格毕业答辩论文课题报告动态ppt模板" 在当前数字化教学与展示需求日益增长的背景下,PPT模板成为了表达和呈现学术成果及教学内容的重要工具。特别针对计算机专业的学生而言,毕业设计的答辩PPT不仅仅是一个展示的平台,更是其设计能力、逻辑思维和审美观的综合体现。因此,一个恰当且创意十足的PPT模板显得尤为重要。 本资源名为“创意经典黑板风格毕业答辩论文课题报告动态ppt模板”,这表明该模板具有以下特点: 1. **创意设计**:模板采用了“黑板风格”的设计元素,这种风格通常模拟传统的黑板书写效果,能够营造一种亲近、随性的学术氛围。该风格的模板能够帮助展示者更容易地吸引观众的注意力,并引发共鸣。 2. **适应性强**:标题表明这是一个毕业答辩用的模板,它适用于计算机专业及其他相关专业的学生用于毕业设计课题的汇报。模板中设计的版式和内容布局应该是灵活多变的,以适应不同课题的展示需求。 3. **动态效果**:动态效果能够使演示内容更富吸引力,模板可能包含了多种动态过渡效果、动画效果等,使得展示过程生动且充满趣味性,有助于突出重点并维持观众的兴趣。 4. **专业性质**:由于是毕业设计用的模板,因此该模板在设计时应充分考虑了计算机专业的特点,可能包括相关的图表、代码展示、流程图、数据可视化等元素,以帮助学生更好地展示其研究成果和技术细节。 5. **易于编辑**:一个良好的模板应具备易于编辑的特性,这样使用者才能根据自己的需要进行调整,比如替换文本、修改颜色主题、更改图片和图表等,以确保最终展示的个性和专业性。 结合以上特点,模板的使用场景可以包括但不限于以下几种: - 计算机科学与技术专业的学生毕业设计汇报。 - 计算机工程与应用专业的学生论文展示。 - 软件工程或信息技术专业的学生课题研究成果展示。 - 任何需要进行学术成果汇报的场合,比如研讨会议、学术交流会等。 对于计算机专业的学生来说,毕业设计不仅仅是完成一个课题,更重要的是通过这个过程学会如何系统地整理和表述自己的思想。因此,一份好的PPT模板能够帮助他们更好地完成这个任务,同时也能够展现出他们的专业素养和对细节的关注。 此外,考虑到模板是一个压缩文件包(.zip格式),用户在使用前需要解压缩,解压缩后得到的文件为“创意经典黑板风格毕业答辩论文课题报告动态ppt模板.pptx”,这是一个可以直接在PowerPoint软件中打开和编辑的演示文稿文件。用户可以根据自己的具体需要,在模板的基础上进行修改和补充,以制作出一个具有个性化特色的毕业设计答辩PPT。
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

提升点阵式液晶显示屏效率技术

![点阵式液晶显示屏显示程序设计](https://iot-book.github.io/23_%E5%8F%AF%E8%A7%81%E5%85%89%E6%84%9F%E7%9F%A5/S3_%E8%A2%AB%E5%8A%A8%E5%BC%8F/fig/%E8%A2%AB%E5%8A%A8%E6%A0%87%E7%AD%BE.png) # 1. 点阵式液晶显示屏基础与效率挑战 在现代信息技术的浪潮中,点阵式液晶显示屏作为核心显示技术之一,已被广泛应用于从智能手机到工业控制等多个领域。本章节将介绍点阵式液晶显示屏的基础知识,并探讨其在提升显示效率过程中面临的挑战。 ## 1.1 点阵式显
recommend-type

在SoC芯片的射频测试中,ATE设备通常如何执行系统级测试以保证芯片量产的质量和性能一致?

SoC芯片的射频测试是确保无线通信设备性能的关键环节。为了在量产阶段保证芯片的质量和性能一致性,ATE(Automatic Test Equipment)设备通常会执行一系列系统级测试。这些测试不仅关注芯片的电气参数,还包含电磁兼容性和射频信号的完整性检验。在ATE测试中,会根据芯片设计的规格要求,编写定制化的测试脚本,这些脚本能够模拟真实的无线通信环境,检验芯片的射频部分是否能够准确处理信号。系统级测试涉及对芯片基带算法的验证,确保其能够有效执行无线信号的调制解调。测试过程中,ATE设备会自动采集数据并分析结果,对于不符合标准的芯片,系统能够自动标记或剔除,从而提高测试效率和减少故障率。为了
recommend-type

CodeSandbox实现ListView快速创建指南

资源摘要信息:"listview:用CodeSandbox创建" 知识点一:CodeSandbox介绍 CodeSandbox是一个在线代码编辑器,专门为网页应用和组件的快速开发而设计。它允许用户即时预览代码更改的效果,并支持多种前端开发技术栈,如React、Vue、Angular等。CodeSandbox的特点是易于使用,支持团队协作,以及能够直接在浏览器中编写代码,无需安装任何软件。因此,它非常适合初学者和快速原型开发。 知识点二:ListView组件 ListView是一种常用的用户界面组件,主要用于以列表形式展示一系列的信息项。在前端开发中,ListView经常用于展示从数据库或API获取的数据。其核心作用是提供清晰的、结构化的信息展示方式,以便用户可以方便地浏览和查找相关信息。 知识点三:用JavaScript创建ListView 在JavaScript中创建ListView通常涉及以下几个步骤: 1. 创建HTML的ul元素作为列表容器。 2. 使用JavaScript的DOM操作方法(如document.createElement, appendChild等)动态创建列表项(li元素)。 3. 将创建的列表项添加到ul容器中。 4. 通过CSS来设置列表和列表项的样式,使其符合设计要求。 5. (可选)为ListView添加交互功能,如点击事件处理,以实现更丰富的用户体验。 知识点四:在CodeSandbox中创建ListView 在CodeSandbox中创建ListView可以简化开发流程,因为它提供了一个在线环境来编写代码,并且支持实时预览。以下是使用CodeSandbox创建ListView的简要步骤: 1. 打开CodeSandbox官网,创建一个新的项目。 2. 在项目中创建或编辑HTML文件,添加用于展示ListView的ul元素。 3. 创建或编辑JavaScript文件,编写代码动态生成列表项,并将它们添加到ul容器中。 4. 使用CodeSandbox提供的实时预览功能,即时查看ListView的效果。 5. 若有需要,继续编辑或添加样式文件(通常是CSS),对ListView进行美化。 6. 利用CodeSandbox的版本控制功能,保存工作进度和团队协作。 知识点五:实践案例分析——listview-main 文件名"listview-main"暗示这可能是一个展示如何使用CodeSandbox创建基本ListView的项目。在这个项目中,开发者可能会包含以下内容: 1. 使用React框架创建ListView的示例代码,因为React是目前较为流行的前端库。 2. 展示如何将从API获取的数据渲染到ListView中,包括数据的获取、处理和展示。 3. 提供基本的样式设置,展示如何使用CSS来美化ListView。 4. 介绍如何在CodeSandbox中组织项目结构,例如如何分离组件、样式和脚本文件。 5. 包含一个简单的用户交互示例,例如点击列表项时弹出详细信息等。 总结来说,通过标题“listview:用CodeSandbox创建”,我们了解到本资源是一个关于如何利用CodeSandbox这个在线开发环境,来快速实现一个基于JavaScript的ListView组件的教程或示例项目。通过上述知识点的梳理,可以加深对如何创建ListView组件、CodeSandbox平台的使用方法以及如何在该平台中实现具体功能的理解。