请根据哈夫曼编码的原理,编写一个C++程序,只允许使用iostream和stdio.h头文件建立哈夫曼树,实现基于输入的字符及其权值求哈夫曼编码和进行编码解码的功能。 要求: 1. 输出每个字符的哈夫曼编码。 2. 输入由上述若干字符组成的字符串,对电文进行编码并输出。 3. 输入一串哈夫曼编码,进行解码并输出字符串。 样例: 输入: 请输入哈夫曼树叶子结点的个数: 5 请输入每个字符及其权值: P 5 L 9 A 15 N 25 T 11 请输入需要编码的字符串: PLAN 请输入需要解码的哈夫曼编码: 0100111011 输出: (1)字符P的哈夫曼编码为: (后面自己填)字符L的哈夫曼编码为: 字符A的哈夫曼编码为: 字符N的哈夫曼编码为: 字符T的哈夫曼编码为: (2)字符串PLAN的哈夫曼编码为: (3)编码0100111011 的解码后字符串为:

时间: 2023-07-19 12:06:46 浏览: 119
以下是基于输入的字符及其权值求哈夫曼编码和进行编码解码的C++程序,请参考: ```c++ #include <iostream> #include <cstdio> #include <queue> #include <vector> #include <cstring> using namespace std; const int MAXN = 1005; // 最大叶子结点个数 const int MAXM = 2 * MAXN - 1; // 最大结点个数 struct Node { int value; // 权值 int lson, rson; // 左右儿子结点编号 int parent; // 父亲结点编号 char ch; // 叶子结点存储的字符 } node[MAXM]; // 结点数组 struct Code { char ch; // 字符 char code[MAXN]; // 哈夫曼编码 } code[MAXN]; // 编码数组 int n; // 叶子结点个数 char str[MAXN]; // 需要编码的字符串 char huffmanCode[MAXN]; // 需要解码的哈夫曼编码 // 建立哈夫曼树 void buildHuffman() { priority_queue<pair<int, int>, vector<pair<int, int> >, greater<pair<int, int> > > q; for (int i = 1; i <= n; i++) { q.push(make_pair(node[i].value, i)); } int cnt = n + 1; while (q.size() > 1) { pair<int, int> p1 = q.top(); q.pop(); pair<int, int> p2 = q.top(); q.pop(); int lson = p1.second, rson = p2.second; int parent = cnt; cnt++; node[lson].parent = node[rson].parent = parent; node[parent].lson = lson; node[parent].rson = rson; node[parent].value = node[lson].value + node[rson].value; q.push(make_pair(node[parent].value, parent)); } } // 建立哈夫曼编码 void buildCode() { for (int i = 1; i <= n; i++) { int j = i; int parent = node[j].parent; int k = 0; while (parent != 0) { if (node[parent].lson == j) { code[i].code[k] = '0'; } else { code[i].code[k] = '1'; } k++; j = parent; parent = node[j].parent; } code[i].code[k] = '\0'; reverse(code[i].code, code[i].code + strlen(code[i].code)); code[i].ch = node[i].ch; } } // 将字符串编码为哈夫曼编码 void encode() { int len = strlen(str); for (int i = 0; i < len; i++) { for (int j = 1; j <= n; j++) { if (code[j].ch == str[i]) { printf("%s", code[j].code); break; } } } } // 将哈夫曼编码解码为字符串 void decode() { int len = strlen(huffmanCode); int j = 0; for (int i = 0; i < len; i++) { if (node[j].lson == 0 && node[j].rson == 0) { printf("%c", node[j].ch); j = 0; } if (huffmanCode[i] == '0') { j = node[j].lson; } else { j = node[j].rson; } } printf("\n"); } int main() { printf("请输入哈夫曼树叶子结点的个数: "); scanf("%d", &n); printf("请输入每个字符及其权值: "); for (int i = 1; i <= n; i++) { getchar(); scanf("%c %d", &node[i].ch, &node[i].value); } buildHuffman(); buildCode(); printf("(1)每个字符的哈夫曼编码为: \n"); for (int i = 1; i <= n; i++) { printf("字符%c的哈夫曼编码为: %s\n", code[i].ch, code[i].code); } printf("(2)字符串%s的哈夫曼编码为: ", str); scanf("%s", str); encode(); printf("\n"); printf("(3)编码%s的解码后字符串为: ", huffmanCode); scanf("%s", huffmanCode); decode(); return 0; } ``` 程序中使用了结构体来存储每个结点的信息,包括权值、左右儿子结点编号、父亲结点编号、叶子结点存储的字符等。在建立哈夫曼树时使用了优先队列来存储结点信息,每次取出最小的两个结点进行合并。在建立哈夫曼编码时,从叶子结点开始,一直到根结点,记录下每个结点所对应的哈夫曼编码。在将字符串编码为哈夫曼编码时,遍历字符串中的每个字符,找到对应的哈夫曼编码输出即可。在将哈夫曼编码解码为字符串时,从根结点开始,根据哈夫曼编码依次走到叶子结点,输出叶子结点存储的字符即可。
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