请C语言编程实现哈夫曼树的构造,以及对该赫夫曼树的编码。

时间: 2024-05-11 16:18:57 浏览: 8
以下是C语言实现哈夫曼树的代码,其中假设有一个数组freq[]存储了每个字符的出现频率,字符集大小为n: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #define MAX_SIZE 50 typedef struct { 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 } HTNode, *HuffmanTree; // 选择权值最小的两个节点 void select(HuffmanTree tree, int n, int *s1, int *s2) { int i; *s1 = *s2 = -1; for (i = 0; i < n; i++) { if (tree[i].parent == -1) { if (*s1 == -1 || tree[i].weight < tree[*s1].weight) { *s2 = *s1; *s1 = i; } else if (*s2 == -1 || tree[i].weight < tree[*s2].weight) { *s2 = i; } } } } // 构造哈夫曼树 void createHuffmanTree(HuffmanTree *tree, int n, int *freq) { if (n <= 1) { return; } int m = 2 * n - 1; *tree = (HuffmanTree) malloc(m * sizeof(HTNode)); int i; for (i = 0; i < n; i++) { (*tree)[i].weight = freq[i]; (*tree)[i].parent = -1; (*tree)[i].lchild = -1; (*tree)[i].rchild = -1; } for (; i < m; i++) { (*tree)[i].weight = 0; (*tree)[i].parent = -1; (*tree)[i].lchild = -1; (*tree)[i].rchild = -1; } for (i = n; i < m; i++) { int s1, s2; select(*tree, i, &s1, &s2); (*tree)[i].weight = (*tree)[s1].weight + (*tree)[s2].weight; (*tree)[i].lchild = s1; (*tree)[i].rchild = s2; (*tree)[s1].parent = i; (*tree)[s2].parent = i; } } // 哈夫曼编码 void huffmanEncoding(HuffmanTree tree, int n, char **code) { *code = (char *) malloc(n * MAX_SIZE * sizeof(char)); char *temp = (char *) malloc(n * sizeof(char)); int i, j, start, current, parent; temp[n - 1] = '\0'; for (i = 0; i < n; i++) { start = n - 1; current = i; parent = tree[current].parent; while (parent != -1) { if (tree[parent].lchild == current) { temp[--start] = '0'; } else { temp[--start] = '1'; } current = parent; parent = tree[current].parent; } strcpy(*code + i * MAX_SIZE, temp + start); } free(temp); } // 测试 int main() { int freq[] = {5, 6, 11, 12, 15, 25}; int n = sizeof(freq) / sizeof(freq[0]); HuffmanTree tree; createHuffmanTree(&tree, n, freq); char *code; huffmanEncoding(tree, n, &code); int i; for (i = 0; i < n; i++) { printf("%d: %s\n", i, code + i * MAX_SIZE); } return 0; } ``` 在上述代码中,我们定义了一个结构体HTNode来表示哈夫曼树的节点,其中weight表示节点权值,parent表示父节点下标,lchild表示左子节点下标,rchild表示右子节点下标。我们使用HuffmanTree来表示哈夫曼树,即HuffmanTree类型的变量指向一个HTNode类型的数组。 createHuffmanTree函数用于构造哈夫曼树,其中tree表示构造出的哈夫曼树,n表示字符集大小,freq数组存储字符的出现频率。 huffmanEncoding函数用于对哈夫曼树进行编码,其中code表示编码结果,n表示字符集大小,MAX_SIZE表示编码的最大长度。在该函数中,我们使用一个temp数组来暂存每个字符的编码结果,然后将其拷贝到code中。 测试代码中,我们使用一个freq数组来表示字符的出现频率,然后调用createHuffmanTree和huffmanEncoding函数分别构造哈夫曼树和进行编码,并输出每个字符的编码结果。

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