c语言【问题描述】 输入哈夫曼字符序列,构造哈夫曼树,并计算哈夫曼编码 【输入形式】 第一行输入整数n,表示n个字符(n>1并且不大于10); 后续输入n行哈夫曼字符及其权值(字符和权值以逗号分隔)。 【输出形式】 输出哈夫曼树的顺序存储形式(数据之间以空格分隔) 输出哈夫曼编码 【样例输入】 7 a,10 c,1 e,15 i,12 s,3 t,4 w,13 【样例输出】 HuffTable: a 10 9 -1 -1 c 1 7 -1 -1 e 15 11 -1 -1 i 12 10 -1 -1 s 3 7 -1 -1 t 4 8 -1 -1 w 13 10 -1 -1 0 4 8 1 4 0 8 9 5 7 0 18 11 8 0 0 25 12 3 6 0 33 12 2 9 0 58 -1 10 11 HuffCode: a:111 c:11010 e:10 i:00 s:11011 t:1100 w:01

时间: 2024-01-02 09:03:52 浏览: 100
以下是C语言实现的代码: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #define MAX_N 10 // 最大字符数 #define MAX_TREE_SIZE (2 * MAX_N - 1) // 最大哈夫曼树节点数 #define MAX_CODE_LEN 20 // 最大编码长度 // 哈夫曼树节点结构体 typedef struct { int weight; // 权值 int parent; // 双亲节点下标 int left; // 左孩子节点下标 int right; // 右孩子节点下标 } HTNode; // 哈夫曼编码结构体 typedef struct { char ch; // 字符 char code[MAX_CODE_LEN + 1]; // 编码 } CodeNode; void huffmanEncoding(int n, char chList[], int weightList[]); void createHuffmanTree(HTNode huffTree[], int n); void selectTwoMinWeight(HTNode huffTree[], int n, int* pMin1, int* pMin2); void huffmanCoding(HTNode huffTree[], int n, CodeNode codeList[]); void printHuffTable(HTNode huffTree[], int n); void printHuffCode(CodeNode codeList[], int n); int main() { int n, i, weight; char chList[MAX_N]; // 输入n和每个字符的权值 scanf("%d", &n); int weightList[n]; for (i = 0; i < n; i++) { getchar(); // 读入空格 scanf("%c,%d", &chList[i], &weightList[i]); } huffmanEncoding(n, chList, weightList); return 0; } // 哈夫曼编码 void huffmanEncoding(int n, char chList[], int weightList[]) { HTNode huffTree[MAX_TREE_SIZE]; CodeNode codeList[MAX_N]; int i; createHuffmanTree(huffTree, n); huffmanCoding(huffTree, n, codeList); printHuffTable(huffTree, n); printHuffCode(codeList, n); } // 构造哈夫曼树 void createHuffmanTree(HTNode huffTree[], int n) { int i, m, min1, min2; // 初始化哈夫曼树节点 for (i = 0; i < 2 * n - 1; i++) { huffTree[i].weight = 0; huffTree[i].parent = -1; huffTree[i].left = -1; huffTree[i].right = -1; } // 输入每个节点的权值 for (i = 0; i < n; i++) { huffTree[i].weight = weightList[i]; } // 构造哈夫曼树 m = 2 * n - 1; for (i = n; i < m; i++) { selectTwoMinWeight(huffTree, i, &min1, &min2); huffTree[min1].parent = i; huffTree[min2].parent = i; huffTree[i].left = min1; huffTree[i].right = min2; huffTree[i].weight = huffTree[min1].weight + huffTree[min2].weight; } } // 选择权值最小的两个节点 void selectTwoMinWeight(HTNode huffTree[], int n, int* pMin1, int* pMin2) { int i, min1, min2; min1 = min2 = -1; for (i = 0; i < n; i++) { if (huffTree[i].parent == -1) { if (min1 == -1 || huffTree[i].weight < huffTree[min1].weight) { min2 = min1; min1 = i; } else if (min2 == -1 || huffTree[i].weight < huffTree[min2].weight) { min2 = i; } } } *pMin1 = min1; *pMin2 = min2; } // 哈夫曼编码 void huffmanCoding(HTNode huffTree[], int n, CodeNode codeList[]) { int i, j, parent, current; char code[MAX_CODE_LEN + 1]; // 初始化编码表 for (i = 0; i < n; i++) { codeList[i].ch = chList[i]; codeList[i].code[0] = '\0'; } // 从叶子节点向根节点遍历 for (i = 0; i < n; i++) { current = i; parent = huffTree[current].parent; while (parent != -1) { if (huffTree[parent].left == current) { strcat(code, "0"); } else { strcat(code, "1"); } current = parent; parent = huffTree[current].parent; } strrev(code); // 将编码反转 strcpy(codeList[i].code, code); code[0] = '\0'; } } // 输出哈夫曼表 void printHuffTable(HTNode huffTree[], int n) { int i; printf("HuffTable:"); for (i = 0; i < n; i++) { printf(" %c %d %d %d %d", chList[i], huffTree[i].weight, huffTree[i].parent, huffTree[i].left, huffTree[i].right); } printf(" %d %d %d %d %d\n", huffTree[n].weight, huffTree[n].parent, huffTree[n].left, huffTree[n].right, 0); } // 输出哈夫曼编码 void printHuffCode(CodeNode codeList[], int n) { int i; printf("HuffCode:"); for (i = 0; i < n; i++) { printf(" %c:%s", codeList[i].ch, codeList[i].code); } printf("\n"); } ```
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#include #include #include #include using namespace std; # define MaxN 100//初始设定的最大结点数 # define MaxC 1000//最大编码长度 # define ImpossibleWeight 10000//结点不可能达到的权值 # define n 26//字符集的个数 //-----------哈夫曼树的结点结构类型定义----------- typedef struct //定义哈夫曼树各结点 { int weight;//权值 int parent;//双亲结点下标 int lchild;//左孩子结点下标 int rchild;//右孩子结点下标 }HTNode,*HuffmanTree;//动态分配数组存储哈夫曼树 typedef char**HuffmanCode;//动态分配数组存储哈夫曼编码表 //-------全局变量-------- HuffmanTree HT; HuffmanCode HC; int *w;//权值数组 //const int n=26;//字符集的个数 char *info;//字符值数组 int flag=0;//初始化标记 //********************************************************************** //初始化函数 //函数功能: 从终端读入字符集大小n , 以及n个字符和n个权值,建立哈夫曼树,并将它存于文件hfmTree中 //函数参数: //向量HT的前n个分量表示叶子结点,最后一个分量表示根结点,各字符的编码长度不等,所以按实际长度动态分配空间 void Select(HuffmanTree t,int i,int &s1,int &s2) { //s1为最小的两个值中序号最小的那个 int j; int k=ImpossibleWeight;//k的初值为不可能达到的最大权值 for(j=1;j<=i;j++) { if(t[j].weight<k&&t[j].parent==0) {k=t[j].weight; s1=j;} } t[s1].parent=1; k=ImpossibleWeight; for(j=1;j<=i;j++) { if(t[j].weight0),构造哈夫曼树HT,并求出n个字符的哈弗曼编码HC { int i,m,c,s1,s2,start,f; HuffmanTree p; char* cd; if(num<=1) return; m=2*num-1;//m为结点数,一棵有n个叶子结点的哈夫曼树共有2n-1个结点,可以存储在一个大小为2n-1的一维数组中 HT=(HuffmanTree)malloc((m+1)*sizeof(HTNode));//0号单元未用 //--------初始化哈弗曼树------- for(p=HT+1,i=1;iweight=*w; p->parent=0; p->lchild=0; p->rchild=0; } for(i=num+1;iweight=0; p->parent=0; p->lchild=0; p->rchild=0; } //--------建哈夫曼树------------- for(i=num+1;i<=m;i++) { Select(HT,i-1,s1,s2);//在HT[1...i-1]选择parent为0且weight最小的两个结点,其序号分别为s1和s2 HT[s1].parent=i; HT[s2].parent=i; HT[i].lchild=s1; HT[i].rchild=s2;//左孩子权值小,右孩子权值大 HT[i].weight=HT[s1].weight+HT[s2].weight; } //-------从叶子到根逆向求每个字符的哈弗曼编码-------- HC=(HuffmanCode)malloc((num+1)*sizeof(char *));//指针数组:分配n个字符编码的头指针向量 cd=(char*)malloc(n*sizeof(char*));//分配求编码的工作空间 cd[n-1]='\0';//编码结束符 for(i=1;i<=n;i++)//逐个字符求哈弗曼编码 { start=n-1;//编码结束符位置 for(c=i,f=HT[i].parent;f!=0;c=f,f=HT[f].parent)//从叶子到跟逆向求哈弗曼编码 if(HT[f].lchild==c) cd[--start]='0';//判断是左孩子还是右孩子(左为0右为1) else cd[--start]='1'; HC[i]=(char*)malloc((num-start)*sizeof(char*));//按所需长度分配空间 int j,h; strcpy(HC[i],&cd[start]); } free(cd); } //****************初始化函数****************** void Initialization() { flag=1;//标记为已初始化 int i; w=(int*)malloc(n*sizeof(int));//为26个字符权值分配空间 info=(char*)malloc(n*sizeof(char));//为26个字符分配空间 ifstream infile("ABC.txt",ios::in); if(!infile) { cerr<<"打开失败"<<endl; exit(1); } for(i=0;i>info[i]; infile>>w[i]; } infile.close(); cout<<"读入字符成功!"<<endl; HuffmanCoding(HT,HC,w,n); //------------打印编码----------- cout<<"依次显示各个字符的值,权值或频度,编码如下"<<endl; cout<<"字符"<<setw(6)<<"权值"<<setw(11)<<"编码"<<endl; for(i=0;i<n;i++) { cout<<setw(3)<<info[i]; cout<<setw(6)<<w[i]<<setw(12)<<HC[i+1]<<endl; } //---------将建好的哈夫曼树写入文件------------ cout<<"下面将哈夫曼树写入文件"<<endl; ofstream outfile("hfmTree.txt",ios::out); if(!outfile) { cerr<<"打开失败"<<endl; exit(1); } for(i=0;i<n;i++,w++) { outfile<<info[i]<<" "; outfile<<w[i]<<" "; outfile<<HC[i+1]<<" "; } outfile.close(); cout<<"已经将字符与对应的权值,编码写入根目录下文件hfmTree.txt"<<endl; } //*****************输入待编码字符函数************************* void Input() { char string[100]; ofstream outfile("ToBeTran.txt",ios::out); if(!outfile) { cerr<<"打开失败"<<endl; exit(1); } cout<<"请输入你想要编码的字符串(字符个数应小于100),以#结束"<>string; for(int i=0;string[i]!='\0';i++) { if(string[i]=='\0') break; outfile<<string[i]; } cout<<"获取报文成功"<<endl; outfile.close(); cout<<"------"<<"已经将报文存入根目录下的ToBeTran.txt文件"<<endl; } //******************编码函数**************** void Encoding() { int i,j; char*string; string=(char*)malloc(MaxN*sizeof(char)); cout<<"下面对根目录下的ToBeTran.txt文件中的字符进行编码"<<endl; ifstream infile("ToBeTran.txt",ios::in); if(!infile) { cerr<<"打开失败"<<endl; exit(1); } for(i=0;i>string[i]; } for(i=0;i<100;i++) if(string[i]!='#') cout<<string[i]; else break; infile.close(); ofstream outfile("CodeFile.txt",ios::out); if(!outfile) { cerr<<"打开失败"<<endl; exit(1); } for(i=0;string[i]!='#';i++) { for(j=0;j<n;j++) { if(string[i]==info[j]) outfile<<HC[j+1]; } } outfile<<'#'; outfile.close(); free(string); cout<<"编码完成------"; cout<<"编码已写入根目录下的文件CodeFile.txt中"<<endl; } //******************译码函数**************** void Decoding() { int j=0,i; char *code; code=(char*)malloc(MaxC*sizeof(char)); char*string; string=(char*)malloc(MaxN*sizeof(char)); cout<<"下面对根目录下的CodeFile.txt文件中的代码进行译码"<<endl; ifstream infile("CodeFile.txt",ios::in); if(!infile) { cerr<<"打开失败"<<endl; exit(1); } for( i=0;i>code[i]; if(code[i]!='#') { cout<<code[i]; } else break; } infile.close(); int m=2*n-1; for(i=0;code[i-1]!='#';i++) { if(HT[m].lchild==0) { string[j]=info[m-1]; j++; m=2*n-1; i--; } else if(code[i]=='1') m=HT[m].rchild; else if(code[i]=='0') m=HT[m].lchild; } string[j]='#'; ofstream outfile("TextFile.txt",ios::out); if(!outfile) { cerr<<"打开失败"<<endl; exit(1); } cout<<"的译码为------"<<endl; for( i=0;string[i]!='#';i++) { outfile<<string[i]; cout<<string[i]; } outfile<<'#'; outfile.close(); cout<<"------译码完成------"<<endl; cout<<"译码结果已写入根目录下的文件TextFile.txt中"<<endl; free(code); free(string); } //*************打印编码函数**************** void Code_printing() { int i; char *code; code=(char*)malloc(MaxC*sizeof(char)); cout<<"下面打印根目录下文件CodeFile.txt中的编码"<<endl; ifstream infile("CodeFile.txt",ios::in); if(!infile) { cerr<<"打开失败"<<endl; exit(1); } for( i=0;i>code[i]; if(code[i]!='#') cout<<code[i]; else break; } infile.close(); cout<<endl; ofstream outfile("CodePrin.txt",ios::out); if(!outfile) { cerr<<"打开失败"<<endl; exit(1); } for(i=0;code[i]!='#';i++) { outfile<<code[i]; } outfile.close(); free(code); cout<<"------打印结束------"<<endl; cout<<"该字符形式的编码文件已写入文件CodePrin.txt中"<<endl; } //*************打印哈夫曼树函数**************** int numb=0; void coprint(HuffmanTree start,HuffmanTree HT) //start=ht+26这是一个递归算法 { if(start!=HT) { ofstream outfile("TreePrint.txt",ios::out); if(!outfile) { cerr<<"打开失败"<rchild,HT); //递归先序遍历 cout<<setw(5*numb)<weight<rchild==0) cout<<info[start-HT-1]<<endl; outfile<weight; coprint(HT+start->lchild,HT); numb--; outfile.close(); } } void Tree_printing(HuffmanTree HT,int num) { HuffmanTree p; p=HT+2*num-1; //p=HT+26 cout<<"下面打印赫夫曼树"<<endl; coprint(p,HT); //p=HT+26 cout<<"打印工作结束"<<endl; } //*************主函数************************** int main() { char choice; do{ cout<<"************哈弗曼编/译码器系统***************"<<endl; cout<<"请选择您所需功能:"<<endl; cout<<":初始化哈弗曼树"<<endl; cout<<":输入待编码字符串"<<endl; cout<<":利用已建好的哈夫曼树进行编码"<<endl; cout<<":利用已建好的哈夫曼树进行译码"<<endl; cout<<":打印代码文件"<<endl; cout<<":打印哈夫曼树"<<endl; cout<<":退出"<<endl; if(flag==0) { cout<<"请先初始化哈夫曼树,输入I"<<endl; cout<<""<>choice; switch(choice) { case 'I':Initialization();break; case 'W':Input();break; case 'E':Encoding();break; case 'D':Decoding();break; case 'P':Code_printing();break; case 'T':Tree_printing(HT,n);break; case 'Q':;break; default:cout<<"输入的命令出错,请重新输入!"<<endl; } }while(choice!='Q'); free(w); free(info); free(HT); free(HC); system("pause"); return 0; }

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