《考研-数据结构-哈弗曼树-已知某段通信报文内容，对该报文进行哈弗曼编码，并计算平均码长》

题目描述

已知某段通信报文内容，对该报文进行哈弗曼编码，并计算平均码长。
(1)统计报文中各字符出现的频度。(字符集范围为52个英文字母，空格，英文句号。报文长度<=200)
(2)构造一棵哈弗曼树，依次给出各字符编码结果。
(3)给字符串进行编码。
(4)给编码串进行译码。
(5)计算平均码长。
规定：
(1)结点统计：以ASCII码的顺序依次排列，例如：空格，英文句号，大写字母，小写字母。
(2)构建哈弗曼树时：左子树根结点权值小于等于右子树根结点权值。
(3)选择的根节点权值相同时，前者构建为双亲的左孩子，后者为右孩子。
(4)生成编码时：左分支标0，右分支标1。
输入
第一部分：报文内容，以’#'结束。
第二部分：待译码的编码串。
输出
依次输出报文编码串、译码串、平均码长，三者之间均以换行符间隔。
平均码长，保留小数点2位。
样例输入 Copy
Data structure is the way of computer storage and organization data. A data structure is a collection of data elements that exist between one or more specific relationships.#
000111111110101111110100101010000110111100010011011000001110011110011100101011010011100001101111011001011010101011001101110010101011101011110110101000110001101001010101010001111000101001110111111101000001101010100000010111111110101110110011111101001111010111011100000011110101111000100110000111011000000111101011111101001010100001101111000100110110000011100111100111011111101110010100000100001001111000100111101011101110101010110011000000111101011111100010000100110111000111101010100111001010110111110101100010110001011110010101100110000001010000110001001111011101010111010011101010100011010111010101000001110100110111100111100011110110001111110011010000010000111110100111101011101100110110101111011111001000100
样例输出 Copy
000111111110101111110100101010000110111100010011011000001110011110011100101011010011100001101111011001011010101011001101110010101011101011110110101000110001101001010101010001111000101001110111111101000001101010100000010111111110101110110011111101001111010111011100000011110101111000100110000111011000000111101011111101001010100001101111000100110110000011100111100111011111101110010100000100001001111000100111101011101110101010110011000000111101011111100010000100110111000111101010100111001010110111110101100010110001011110010101100110000001010000110001001111011101010111010011101010100011010111010101000001110100110111100111100011110110001111110011010000010000111110100111101011101100110110101111011111001000100
Data structure is the way of computer storage and organization data. A data structure is a collection of data elements that exist between one or more specific relationships.
4.11

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
typedef struct hafutree
{char ch;int  parent;int  weight;int  lchild;int  rchild;
}hafutree;
float wt[200];
char ch_ch[200];
///初始化哈夫曼树
hafutree **inithafutree(int wet[],char diff_zf[],int n)
{ //printf("初始化哈夫曼树\n");//getchar();hafutree **head;head=(hafutree **)malloc(sizeof(hafutree *)*n*2);for(int i=1;i<=n;i++){head[i]=(hafutree *)malloc(sizeof(hafutree));head[i]->ch=diff_zf[i-1];head[i]->weight=wet[i-1];head[i]->parent=0;head[i]->lchild=0;head[i]->rchild=0;}for(int i=n+1;i<2*n;i++){head[i]=(hafutree *)malloc(sizeof(hafutree));head[i]->ch='#';head[i]->weight=0;head[i]->parent=0;head[i]->lchild=0;head[i]->rchild=0;}return head;
}
///创建好哈夫曼树
void create_hafutree(hafutree **head,int x)
{  //printf("创建哈弗树\n");//getchar();int m,n;//m第一个最小，n第二个最小int k=x;//记录下一次存放位置while(k<2*x-1){for(int j=1;j<=k;j++){if(head[j]->parent==0){m=j;break;}}for(int i=1;i<=k;i++){ if(head[m]->weight>head[i]->weight&&head[i]->parent==0){m=i;}}for(int j=1;j<=k;j++){if(head[j]->parent==0&&m!=j){n=j;break;}}         for(int i=1;i<=k;i++){ if(i==m){continue;}if(head[n]->weight>head[i]->weight&&head[i]->parent==0){n=i;}}head[++k]->weight=head[m]->weight+head[n]->weight;head[k]->lchild=m;head[k]->rchild=n;head[m]->parent=k;head[n]->parent=k;}/*getchar();printf("完成哈夫曼树\n");for(int i=1;i<2*x;i++){//printf("%d",head[i]->weight);printf("%d-节点值%c-",i,head[i]->ch);printf("父亲%d-",head[i]->parent);printf("左孩子%d-",head[i]->lchild);printf("右孩子%d\n",head[i]->rchild);}getchar();*/
}
//对预处理的权值和信息进行排序
void paixu(int getwt[],char getch[])
{ int a;char b;for(int i=0;i<strlen(getch)-1;i++){for(int j=0;j<strlen(getch)-1-i;j++){if(getch[j]>getch[j+1]){b=getch[j+1];getch[j+1]=getch[j];getch[j]=b;a=getwt[j+1];getwt[j+1]=getwt[j];getwt[j]=a;}}}for(int i=0;i<strlen(getch);i++){wt[i]=getwt[i];}
}
//计算码长
/*void vacaluct(char **ch,int getwt[],char getch[],int n,int m)
{  printf("%d,%d",n,m);getchar();int sum=0;for(int i=1;i<=n;i++){ printf("%d",getwt[i-1]);sum=sum+(getwt[i-1]/m)*strlen(ch[i]);}printf("%d",sum);}*/
//得到不同字符信息（名称和权值）
hafutree **getdifferentchar(char *text,int *number)
{   hafutree **head;//返回初始化后的哈弗树int m=0;//表示text的总数int n=0;//记录不同字符//int k=0;int flog=0;//用来做判断不同字符条件char *getch;//保存不同字符int *getwt;//保存不同字符的权值for(int i=0;text[i]!='#';i++){m++;}text[m]='\0';getch=(char *)malloc(sizeof(char)*m);getwt=(int *)malloc(sizeof(int)*m);for(int i=0;i<=m;i++)//初始化权值数组{getwt[i]=0;}getch[n]=text[n];getch[++n]='\0';for(int i=0;text[i]!='\0';i++){    flog=0;for(int j=0;getch[j]!='\0';j++){if(text[i]==getch[j]){getwt[j]++;flog=1;break;                                                                                                                                        }else{continue;}}if(flog==0){getch[n]=text[i];getwt[n]++;getch[++n]='\0';}}//调用初始化函数*number=strlen(getch);paixu(getwt,getch);//strcpy(getch,".ADabcdefghilmnoprstuwxyz");//puts(getch);head=inithafutree(getwt,getch,strlen(getch));return head;
}
进行哈夫曼编码
char **makecode(hafutree **head,int n)
{char a[n];int start;int p;int k;char **ch;ch=(char **)malloc(sizeof(char *)*n);ch[0]=(char *)malloc(sizeof(char)*5);for(int i=1;i<=n;i++){start=n-1;a[start]='\0';p=head[i]->parent;k=i;while(p){if(head[p]->lchild==k){a[--start]='0';}else if(head[p]->rchild==k){a[--start]='1';}k=p;p=head[p]->parent;}ch[i]=(char *)malloc(sizeof(char)*(n-start));strcpy(ch[i],&a[start]);}return ch;
}
///进行哈夫曼译码
char *translatecode(hafutree **head,char hafu_number[],int y)
{int k=0;//记录边缘后位置 int m,x,n;char *tr;tr=(char *)malloc(sizeof(char)*500);x=0;for(int i=k;hafu_number[i]!='\0';){ m=2*y-1;n=i;while(head[m]->lchild&&head[m]->rchild){if(hafu_number[n]=='0'){m=head[m]->lchild;}else if(hafu_number[n]=='1'){m=head[m]->rchild;}n++;i++; }tr[x++]=head[m]->ch;tr[x]='\0';}return tr;
}
int main()
{char hafuch[500];//待编译码char hafu_number[1000];//待解译码char hafuch_num[1000]="";hafutree **head;char *tr;//保存译码后的信息;char **ch;int n;//记录不同字符个数int j;gets(hafuch);gets(hafu_number);//初始化哈弗树head=getdifferentchar(hafuch,&n);//创建好哈弗树.create_hafutree(head,n);//哈弗编码ch[]保存信息ch=makecode(head,n); //哈弗译码//puts(hafuch);for(int i=0;hafuch[i]!='\0';i++){ j=1;while(j<=n){ if(head[j]->ch==hafuch[i]){ strcat(hafuch_num,ch[j]);break;}j++;}}puts(hafuch_num);// getchar();tr=translatecode(head,hafu_number,n);puts(tr);// getchar();float sum=0;for(int i=0;i<n;i++){ //printf("%f,%d,%d,%f\n",wt[i],strlen(hafuch),strlen(ch[i+1]),wt[i]*strlen(ch[i+1])/strlen(hafuch));// getchar();sum=sum+wt[i]*strlen(ch[i+1])/strlen(hafuch);// getchar();}printf("%0.2f",sum);// printf("%f",sum);
}

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