在c语言中用Huffman编码方法,实现对任意通信字符的编码和解码。(输入任意字符串)

时间: 2024-05-12 07:13:09 浏览: 20
好的,下面是用C语言实现Huffman编码和解码的代码: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #define MAX_CHAR_NUM 256 // 最大字符数 // 哈夫曼树节点结构体 typedef struct HuffmanNode { char data; // 字符 int weight; // 权值 int parent; // 父节点下标 int lchild; // 左子节点下标 int rchild; // 右子节点下标 } HuffmanNode; // 哈夫曼编码结构体 typedef struct HuffmanCode { char data; // 字符 char *code; // 编码 } HuffmanCode; // 选择最小的两个节点 void select(HuffmanNode *nodes, int n, int *min1, int *min2) { int i; for (i = 0; i < n; i++) { if (nodes[i].parent == -1) { *min1 = i; break; } } for (i = 0; i < n; i++) { if (nodes[i].parent == -1 && nodes[i].weight < nodes[*min1].weight) { *min1 = i; } } for (i = 0; i < n; i++) { if (nodes[i].parent == -1 && i != *min1) { *min2 = i; break; } } for (i = 0; i < n; i++) { if (nodes[i].parent == -1 && i != *min1 && nodes[i].weight < nodes[*min2].weight) { *min2 = i; } } } // 构造哈夫曼树 void buildHuffmanTree(HuffmanNode *nodes, int n) { int i, min1, min2; for (i = 0; i < n - 1; i++) { select(nodes, i + 1, &min1, &min2); nodes[min1].parent = i + n; nodes[min2].parent = i + n; nodes[i + n].lchild = min1; nodes[i + n].rchild = min2; nodes[i + n].weight = nodes[min1].weight + nodes[min2].weight; } } // 生成哈夫曼编码 void generateHuffmanCode(HuffmanNode *nodes, HuffmanCode *codes, int n) { int i, j, parent, len; char *code; for (i = 0; i < n; i++) { code = (char *)malloc(n * sizeof(char)); code[n - 1] = '\0'; parent = nodes[i].parent; j = n - 2; while (parent != -1) { if (nodes[parent].lchild == i) { code[j] = '0'; } else { code[j] = '1'; } i = parent; parent = nodes[i].parent; j--; } codes[i].data = nodes[i].data; len = n - j - 2; codes[i].code = (char *)malloc((len + 1) * sizeof(char)); strcpy(codes[i].code, &code[j + 1]); free(code); } } // 哈夫曼编码 void huffmanEncode(char *str, HuffmanCode *codes, char *result) { int i, j, k; for (i = 0; str[i] != '\0'; i++) { for (j = 0; codes[j].data != str[i]; j++); for (k = 0; codes[j].code[k] != '\0'; k++) { *result++ = codes[j].code[k]; } } *result = '\0'; } // 哈夫曼解码 void huffmanDecode(char *code, HuffmanNode *nodes, int n, char *result) { int i, p = 2 * n - 2; for (i = 0; code[i] != '\0'; i++) { if (code[i] == '0') { p = nodes[p].lchild; } else { p = nodes[p].rchild; } if (nodes[p].lchild == -1 && nodes[p].rchild == -1) { *result++ = nodes[p].data; p = 2 * n - 2; } } *result = '\0'; } int main() { char str[100], result[100], code[100]; int i, n = 0; HuffmanNode nodes[MAX_CHAR_NUM * 2 - 1] = {0}; HuffmanCode codes[MAX_CHAR_NUM] = {0}; printf("请输入待编码的字符串:"); scanf("%s", str); // 统计字符出现频率 for (i = 0; str[i] != '\0'; i++) { nodes[str[i]].data = str[i]; nodes[str[i]].weight++; } n = i; // 初始化哈夫曼树 for (i = 0; i < MAX_CHAR_NUM * 2 - 1; i++) { nodes[i].parent = -1; nodes[i].lchild = -1; nodes[i].rchild = -1; } // 构造哈夫曼树 buildHuffmanTree(nodes, n); // 生成哈夫曼编码 generateHuffmanCode(nodes, codes, n); // 哈夫曼编码 huffmanEncode(str, codes, result); printf("编码结果:%s\n", result); // 哈夫曼解码 huffmanDecode(result, nodes, n, code); printf("解码结果:%s\n", code); return 0; } ``` 这份代码实现了Huffman编码和解码功能,可以编码和解码任意字符串。

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