数据结构与算法--哈夫曼树应用

第1关：统计报文中各个字符出现的次数

任务描述

本关任务：给定一串文本，统计其中各个字符出现的次数；

测试说明

平台会对你编写的代码进行测试：

测试输入：` abcdeabcdeabcdabcdabcdabcbccc

预期输出： a 6 b 7 c 9 d 5 e 2

代码：

//第一关
//(2)统计message所指一串报文中的所有不同字符及其出现次数
Precord computeChar(char *message)
{//补充代码//补充代码int i;Precord rcd=(Precord)malloc(sizeof(struct record));//初始化rcdrcd->m=0;for (i=0;i<N;i++){rcd->data[i].ww=0; //初始化各字符出现的次数为0}//统计for (i=0;i<strlen(message);i++){for (int j=0;j<=rcd->m;j++){if (rcd->data[j].ww==0){rcd->data[j].ww++;rcd->data[j].ch=message[i];rcd->m++;break;}else if (rcd->data[j].ch==message[i]){rcd->data[j].ww++;break;}}}return rcd;
}

第2关：对第一关报文中的各个字符进行哈夫曼编码

任务描述

本关任务：以第一关计算得到的各个字符的出现次数作为权值，构建哈夫曼树，并对各个字符进行哈夫曼编码。输入一串字符，输出各个字符及其出现的次数，该字符在哈夫曼树中是作为左分支还是右分支、该字符的哈夫曼编码。

输入

abcdeabcdeabcdabcdabcdabcbccc

输出

字符： a 出现次数：6 左or右：0 哈夫曼编码：00

字符： b 出现次数：7 左or右：1 哈夫曼编码：01

字符： c 出现次数：9 左or右：1 哈夫曼编码：11

字符： d 出现次数：5 左or右：1 哈夫曼编码：101

字符： e 出现次数：2 左or右：0 哈夫曼编码：100

代码：

//第二关
//(3)初始化哈夫曼树PHtTree initHuffman(Precord r){//补充代码int i;int n=2*(r->m)-1;PHtTree ht = (PHtTree)malloc(sizeof(struct HtTree));ht -> htable = (struct HtNode*)malloc(sizeof(struct HtNode)*n);ht -> m = r -> m;for(i=0; i<n; i++){ht->htable[i].ww = ht->htable[i].parent = ht->htable[i].llink = ht->htable[i].rlink = -1;}for(i=0; i<r->m; i++){ht -> htable[i].ww = r->data[i].ww;}return ht;}// 第二关
//(4)构造哈夫曼树。 根据报文中出现的各字符及其出现次数，构造哈夫曼树
//约定：构造过程中每次选的根结点值最小的子树作为左子树，根结点值次小的子树作为右子树
void createHuffman(PHtTree ht,Precord r)
{//补充代码int min1, min2, s1, s2;int i, j;int n=r->m;for(i=0; i<n; i++){min1=min2 = 255;s1=s2= -1;for(j=0; j<n+i; j++){if(ht->htable[j].ww < min1 && ht->htable[j].parent == -1){min2 = min1; s2 = s1; min1 = ht->htable[j].ww; s1 = j;}else if(ht->htable[j].ww < min2 && ht->htable[j].parent == -1){min2 = ht->htable[j].ww; s2=j;}}if(n+i != 2*n-1){ht -> htable[s1].parent = n+i;ht -> htable[s2].parent = n+i;}ht -> htable[n+i].ww = min1+min2;ht -> htable[n+i].llink = s1;ht -> htable[n+i].rlink = s2;}ht -> root = 2*n-2;}// 第二关
//(5)编码
void coding(PHtTree ht,Precord r)
{//补充代码int i,j;int n=r->m;int p, q;char str[5];for(i=0; i<n; i++){p = i;q = 0;while(ht->htable[p].parent != -1){if(ht->htable[ht->htable[p].parent].llink == p){str[q] = '0';q++;}else{str[q] = '1';q++;}p = ht->htable[p].parent;}str[q] = '\0';if(ht->htable[ht->htable[i].parent].llink == i)r->data[i].branch_code = '0';elser->data[i].branch_code = '1';p=q-1;for(j=0; j<q; j++){r->data[i].codes[j]=str[p];p--;}}}

第3关：哈夫曼译码

任务描述

本关任务：对第二关的字符串所得到的二进制编码串进行译码，输出译码后的原文。

输入：

00011110110000011110110000011110100011110100011110100011101111111

输出：

abcdeabcdeabcdabcdabcdabcbccc

代码：

// 第三关
//(6)译码
void decoding(char *codes,char *codesToMessage,PHtTree ht,Precord r)
{//补充代码int i=0,j=0; int p=0;int n=r->m;while(codes[j] != '\0'){p=2*n-2;while(ht->htable[p].llink != -1 && ht->htable[p].rlink != -1){if(codes[j] == '0')p = ht -> htable[p].llink;elsep = ht -> htable[p].rlink;j++;}codesToMessage[i] = r->data[p].ch;i++;}codesToMessage[i] = '\0';}