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：