哈夫曼编码

这是我第一篇，之前写这个真是一脸懵，只记得我9点写到第二天四点  我不喜欢我的程序因为用户输入了一些特殊的情况就挂  所以一个程序无论多小我都会加上排错的函数。

这个代码可以输出哈夫曼形成的二叉树（好像不能称为树，管他呢）。感觉还是不错的··~

不多说上代码：

/*
制作者zha good well
输入一段字符串对字符串的字符种类和个数进行整理，并输出编码值
哈夫曼编码*/

纯C语言：

# include <stdio.h>
# include <stdlib.h>
# define N 1000               //如果想录入x个字节那么就把N的数值改成x
# define M 13                 //哈夫曼树编码的长度
typedef struct ptree          //定义二叉树结点类型
{
	struct ptree *lchild;     //左0右1子结点指针
	struct ptree *rchild;     //右子结点指针
	int w;                    //w[2]存储节点权值
	char zha[2];              //存储当前的字符
}Ptree,*Optree;               //optimum tree
typedef struct pforest        //每个此类结构体连接一个二叉树与另一个此类结构体
{
	struct pforest *link;     //连接每个叶子节点节点权值由大到小排列
	struct ptree *root;       //指向叶子节点
}Forest,*forest;
int gainchar(char *A,int min,int max);//返回字符长度 范围[min,max]
int jianyan(char *ch,int type[3]);//检验字符串是否合法合法的话type[0]=大写字母个数，type[1]=小写字母个数，type[2]=数字字符个数
int BF(char *a,char *b);//字符串匹配  返回匹配的b在a中的个数
int zhengli(char b[],char *p,int *q);//整理字符串,所有可以出现的字符整理到p里,p[i]的次数储存在q[i]中,返回字符串中不同的个数
Optree hafman(int n,char m[],int w[]);//构造哈夫曼树，权值存在w[]中,返回树根
forest inforest(forest f,Optree t);//将每个二叉树连接起来.根据每个二叉树的根节点的权值大小,将二叉树权值由大到小相接
void shuxing(Optree p,int len);//输出树的形状，形参len=0;
int bianma(Optree p,int a,char b[]);//对哈夫曼树进行编码,返回哈夫曼树的权值
int main(){
    int a=0,d,k;
	char b[N+1],*p=NULL;
	char kkk[M]={""};
	int type[3],*q=NULL;//type[0]=大写字母个数type[1]=小写字母个数type[2]=数字字符个数
    Optree head;
	do{
		printf("输入字符串<只录入字母或数字>(2--%d)字节:",N-1);
		d=gainchar(b,2,N);   //d=b的字符长度
	}while(jianyan(b,type));  //检验不合法时返回1
	q=(int *)calloc(d,sizeof(int));   //申请
    p=(char *)calloc(d+1,sizeof(char));  //申请
	k=zhengli(b,p,q);  //整理字符串
	printf("大写字母:%d小写字母:%d数字:%d 共%d个字符 字符种类%d 种n注:X<<Y+<<   X为出现的次数 Y为字符!n",type[0],type[1],type[2],d,k);
	head=hafman(k,p,q);   //构造哈夫曼树
	printf("①--②--③--④--⑤--⑥--⑦--⑧--⑨--⑩--①--②n");
	shuxing(head,0);  //显示树的形状
    printf("总权值WPL=%d",bianma(head,0,kkk));
	free(p);
	free(q);
	//此处可以改造一下bianma()函数让其释放哈夫曼树，我就不改了有时间再改
	return 0;
}
Optree hafman(int n,char m[],int w[])//构造哈夫曼树，权值存在w[]中,返回树根
{
	forest p1,p2,froot;
	Optree leaves,t;
	froot=(forest)malloc(sizeof(Forest));         //建立一个根节点
	froot->link=NULL;
	while(n-->0)                                  //产生n个叶子
	{
		leaves=(Optree)malloc(sizeof(Ptree));     //开辟新的叶子结点
		leaves->w=w[n];                           //给叶子结点赋权值
		leaves->zha[0]=m[n];                      //将字符存在叶子节点里
		leaves->rchild=leaves->lchild=NULL;       //叶子初始化
		froot=inforest(froot,leaves);             //按权值从大到小的顺序将叶子结点从froot树根向下排列，权值小的放在最后
	}
	while(((froot->link)->link)!=NULL)//上面将叶子进行了初步排列，之后要对叶子进行合并,从树根开始两个两个的进行合并
	{
		p1=froot->link;                           //p1指向第一片叶子
		p2=p1->link;                              //p2指向第二片叶子  经过inforest函数排列后权值p1>=p2
		froot->link=p2->link;                     //froot指向第三片叶子
		t=(Optree)malloc(sizeof(Ptree));          //开辟新的结点
		t->w=(p1->root->w)+(p2->root->w);         //权相加
		t->lchild=p1->root;                       //将叶子整合到t上
		t->zha[0]='<';
		t->rchild=p2->root;                       //产生新二叉树
		froot=inforest(froot,t);                  //将新的二叉树t整合到树干上
		free(p1);                                 //释放p1所指的内存
		free(p2);                                 //释放p2
	}
	t=froot->link->root;//当froot指向的最后一个节点link时此时的link节点已经是全部排列好的hafuman树
	free(froot);                                  //去掉froot留下树叉
	return(t);                                    //返回二叉树的树根
}
forest inforest(forest f,Optree t)//将每个二叉树连接起来.根据每个二叉树的根节点的权值大小,将二叉树权值由大到小相接
{
	forest p=f->link,q=f,r;                    //q指向根,p指向根的下一个位置
	r=(forest)malloc(sizeof(Forest));          //开辟新的树干结点
	r->root=t;                                 //将其叶子指针指向新加入的叶子t
	while (p!=NULL)                            //当整个树干没有到头时
	{
		if(t->w > p->root->w)                  //如果t的权值大于ti的权值
		{
			q=p;                               //q移到p的位置
			p=p->link;                         //p向后寻找
		}
		else
			p=NULL; //新插入的t<=某个位置的权，将在位置插入此节点，跳出while循环
	}
	r->link=q->link;                           //r的下个节点指向q的后序节点
	q->link=r;                                 //r接在q的后面
	return(f);                                 //返回树根f
}
void shuxing(Optree p,int len)//输出树的形状，形参len=0;
{
	int i,a,k=0;
	const char cha[4][6]={"<--+<","<+<","<<","<"};
	if (p)
	{
		shuxing(p->rchild,len+1);   //递归
		for (i=1;i<=4*len;i++)
			printf("%c",i%4-1?' ':'|');
		printf("%d<%c",p->w,p->zha[0]); //输出数据
		a=p->w;k=0;
		while(a){       //求a的位数
		  a/=10;
		  k++;
		}
		printf("%sn",cha[k]);
		shuxing(p->lchild,len+1);   //递归
	}
}
int gainchar(char *A,int min,int max)//长度在[min,max]  <闭区间>  之间时 函数结束 返回字符串A的长度      
{      
    int B,C;    
 do{      
        A[max]=B=C=0;  
        while((A[B++]=getchar())!='n'&&B<max);  
        if(A[B-1]!='n')  
            while(getchar()!='n'&&++C);      
        else A[--B]=0;   
    if(C||B&&B<min)  
       printf("您录入的字符串长度:%d字节n只录入(%d--%d)个字节!n",B+C,min,max);      
    }while(C||B<min);      
    return B;    
}
int jianyan(char *ch,int type[3])//判断字符是否合法，合法返回1,不合法返回0
{
	const char a[3][3]={"AZ","az","09"};//对可能出现的字符进行判断
	int b[2]={-1,0},i,j;
	type[0]=type[1]=type[2]=0;
	while(ch[++b[0]]);//求ch的长度
	for(i=0;i<b[0];i++)
	{
		for(j=0;j<3;j++)
			if(ch[i]<=a[j][1]&&ch[i]>=a[j][0])//符合条件就加
			{
				b[1]++;
                type[j]++;
			}
			if(!b[1])//不符合就返回
			{
				printf("输入的字符中有除字母和数字以外的字符!n请重新");
				return 1;
			}
			else
				b[1]=0;//否则 清楚标记 继续向下检验
	}
	return 0;
}
int BF(char *a,char *b)//a为主串,b为被检验的串,d为匹配的下标
{
	int i=0,j=0,k=0;   
    do{  
        if (b[j]&&a[i++]==b[j])   
            ++j;  
        else  
        {  
            b[j]?(i-=j):k++;   
            j=0;              
        }  
    }while(a[i-1]);  
        return k; //返回b在a中的个数
}
int zhengli(char b[],char *p,int *q)    //对重复的进行整理
{
	int i,k,length=-1;
	char spot[2]={""};
    while(b[++length]);
	for(i=0,k=0;i<length;i++)
	{
		spot[0]=b[i];        //每个字符串复制到spot中进行字符串匹配
		if(!BF(p,spot))    //如果匹配失败，则说明此字符串第一次出现，就将其放在数组p里
		{
			q[k]=BF(b,spot);
			p[k++]=spot[0];
		}
	}
	return k;     //返回不相同的总个数即 字符的种类
}
int bianma(Optree p,int a,char b[])  //初始化a=c=0;
{
	int static c=0;        //设置静态变量c
    if(p)
    {
        if(p->lchild)           //是左侧
		{
			b[a]='0';       //左零右一
            bianma(p->lchild,a+1,b);  //继续遍历
		}
        if(p->rchild)
		{
			b[a]='1';       //左零右一
            bianma(p->rchild,a+1,b);    //继续遍历
		}
		if(p->zha[0]!='<')        //如果是树叶
		{
			b[a]='';
			printf("%-13s"%c"      %03d次n",b,p->zha[0],p->w); //输出编码和字符
			c+=a*p->w;             //计算权值
		}
    }
	return c;           //返回静态变量 即WPL
}

最后

以上就是直率小白菜为你收集整理的哈夫曼编码的全部内容，希望文章能够帮你解决哈夫曼编码所遇到的程序开发问题。

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