哈夫曼译码编码C语言,C语言实现哈夫曼编码与译码

在电报通讯中，电文是以二进制的0、1序列传送的。字符集中的字符的使用频率是不同的(比如e和t的使用较之q和z要频繁得多)，哈夫曼编码可以使得编码的总长最短，从而相同的位长可以传送更多的信息。

本程序以下面的字符及使用频率为例：

字符

权值

a

0.12

b

0.40

c

0.15

d

0.08

e

0.25

首先建立哈夫曼树：

i

0

1

2

3

4

5

6

7

8

tree[i].ch

a

b

c

d

e

tree[i].weight

0.12

0.40

0.15

0.08

0.25

0.20

0.35

0.60

1.00

tree[i].parent

5

8

6

5

7

6

7

8

0

tree[i].lchild

-1

-1

-1

-1

-1

3

2

4

1

tree[i].rchild

-1

-1

-1

-1

-1

0

5

6

7

得到哈夫曼树和哈夫曼编码如下：

下面是哈夫曼编码的存储结构：

序号

bits

ch

start

0

1

1

1

1

a

2

1

0

b

5

2

1

1

0

c

3

3

1

1

1

0

d

2

4

1

0

e

4

程序清单如下：

#include

#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

typedef struct

{

char ch;

float weight;

int lchild,rchild,parent;

}hufmtree;

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

{

printf("%c:

",code[i].ch);

for(j=code[i].start;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

{

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

{

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

{

p1=0;p2=0;

small1=maxval;small2=maxval; //maxval是float类型的最大值

for(j=0;j

if(tree[j].parent==0)

if(tree[j].weight

{

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=tree[j].weight; //改变次小权及位置

p2=j;

}

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

{

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--;

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'2'为结束标志)：");

gets(b);

printf("译码后的字符为");

while(b[j]!='2')

{

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]!='2') //电文读完，但尚未到叶子结点

printf("\nERROR\n"); //输入电文有错

}//decode

贴出一例运行结果：