哈夫曼编译和译码的实现

 费德  2016/12/22 22:34  320 次
#include<stdio.h>
#define n 5  //叶子数目
#define m (2*n-1)    //结点总数
#define maxval 10000.0
#define maxsize 100   //哈夫曼编码的最大位数
/*
test data
a 0.12
b 0.40
c 0.15
d 0.08
e 0.25
*/
typedef struct
{
    char ch;
    float weight;
    int lchild,rchild,parent;
}hufmtree;

//编码的结构
typedef struct
{
    char bits[n];   //位串
    int  start;      //编码在位串中的起始位置
    char ch;        //字符
}codetype;

void huffman(hufmtree tree[]);//建立哈夫曼树
void huffmancode(codetype code[],hufmtree tree[]);//根据哈夫曼树求出哈夫曼编码
void decode(hufmtree tree[]);//依次读入电文,根据哈夫曼树译码
void main()
{
    printf("                            ——哈夫曼编码——\n");
    printf("总共有%d个字符\n",n);
    hufmtree tree[m];
    codetype code[n];
    int i,j;//循环变量
    huffman(tree);//建立哈夫曼树
    huffmancode(code,tree);//根据哈夫曼树求出哈夫曼编码
    printf("【输出每个字符的哈夫曼编码】\n");
    for(i=0;i<n;i++)
    {
        printf("%c: ",code[i].ch);
        for(j=code[i].start;j<n;j++)
            printf("%c ",code[i].bits[j]);
        printf("\n");
    }
    printf("【读入电文,并进行译码】\n");
    decode(tree);//依次读入电文,根据哈夫曼树译码
}
void huffman(hufmtree tree[])//建立哈夫曼树
{
 int i,j,p1,p2;//p1,p2分别记住每次合并时权值最小和次小的两个根结点的下标
 float small1,small2,f;
 char c;
 for(i=0;i<m;i++)    //初始化
 {
    tree[i].parent=0;
    tree[i].lchild=-1;
    tree[i].rchild=-1;
    tree[i].weight=0.0;
 }
 printf("【依次读入前%d个结点的字符及权值(中间用空格隔开)】\n",n);
 for(i=0;i<n;i++)  //读入前n个结点的字符及权值
 {
    printf("输入第%d个字符为和权值",i+1);
    scanf("%c %f",&c,&f);
    getchar();
    tree[i].ch=c;
    tree[i].weight=f;
 }
 for(i=n;i<m;i++)      //进行n-1次合并,产生n-1个新结点
 {
  p1=0;p2=0;
  small1=maxval;small2=maxval;   //maxval是float类型的最大值
  for(j=0;j<i;j++){    //选出两个权值最小的根结点
    if(tree[j].parent==0)
        if(tree[j].weight<small1)
        {
            small2=small1;  //改变最小权、次小权及对应的位置
            small1=tree[j].weight;
            p2=p1;
            p1=j;
        }
        else if(tree[j].weight<small2)
        {
            small2=tree[j].weight;  //改变次小权及位置
            p2=j;
        }
  }
  //构造新的节点
  tree[p1].parent=i;
  tree[p2].parent=i;
  tree[i].lchild=p1;  //最小权根结点是新结点的左孩子
  tree[i].rchild=p2;  //次小权根结点是新结点的右孩子
  tree[i].weight=tree[p1].weight+tree[p2].weight;
 }
}//huffman
void huffmancode(codetype code[],hufmtree tree[])//根据哈夫曼树求出哈夫曼编码
//codetype code[]为求出的哈夫曼编码
//hufmtree tree[]为已知的哈夫曼树
{
 int i,c,p;
 codetype cd;   //缓冲变量
 for(i=0;i<n;i++)
 {
  cd.start=n;
  cd.ch=tree[i].ch;
  c=i;       //从叶结点出发向上回溯
  p=tree[i].parent;   //tree[p]是tree[i]的双亲
  while(p!=0)
  {
   cd.start--;//起始位置后移一位
   if(tree[p].lchild==c)
      cd.bits[cd.start]='0';   //tree[i]是左子树,生成代码'0'
   else
      cd.bits[cd.start]='1';   //tree[i]是右子树,生成代码'1'
   c=p;
   p=tree[p].parent;
  }
  code[i]=cd;    //第i+1个字符的编码存入code[i]
 }
}//huffmancode
void decode(hufmtree tree[])//依次读入电文,根据哈夫曼树译码
{
    int i,j=0;
    char b[maxsize];
    char endflag='2';    //电文结束标志取2
    i=m-1;             //从根结点开始往下搜索
    printf("输入发送的编码(以'#'为结束标志):");
    gets(b);
    printf("译码后的字符为");
    while(b[j]!='#')
    {
      if(b[j]=='0')
        i=tree[i].lchild;   //走向左孩子
      else
        i=tree[i].rchild;   //走向右孩子
      if(tree[i].lchild==-1)     //tree[i]是叶结点
      {
        printf("%c",tree[i].ch);
        i=m-1;      //回到根结点+
      }
      j++;
    }
    printf("\n");
    if(tree[i].lchild!=-1&&b[j]!='#')   //电文读完,但尚未到叶子结点
        printf("\nERROR\n");  //输入电文有错
}//decode

 作者:费德

少年费德的奇幻漂流

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