基于C语言的哈夫曼转化软件

**基于C语言的哈夫曼转化软件**

###1. 前言哈夫曼编码是一种变长前缀编码，通过对频率最高的符号进行压缩，可以有效减少数据传输量。这种编码方式在数据压缩领域非常流行。

本文将介绍如何使用C语言实现一个简单的哈夫曼转化软件。

###2. 哈夫曼树构建首先，我们需要构建一棵哈夫曼树。哈夫曼树是一种二叉树，每个节点代表一个符号或一个叶子结点（即一个符号）。每个内部结点的权值是其左右孩子结点的权值之和。

c// 哈夫曼树结点结构体typedef struct Node {
 int weight; // 权重 char symbol; // 符号 struct Node* left;
 struct Node* right;
} Node;

// 构建哈夫曼树void buildHuffmanTree(Node** root, int* weights, int n) {
 // 将权值从大到小排序 for (int i =0; i < n -1; i++) {
 for (int j =0; j < n - i -1; j++) {
 if (weights[j] > weights[j +1]) {
 int temp = weights[j];
 weights[j] = weights[j +1];
 weights[j +1] = temp;
 }
 }
 }

 // 构建哈夫曼树 for (int i =0; i < n -1; i++) {
 Node* leftChild = malloc(sizeof(Node));
 leftChild->weight = weights[i];
 leftChild->symbol = ' ';
 leftChild->left = NULL;
 leftChild->right = NULL;

 Node* rightChild = malloc(sizeof(Node));
 rightChild->weight = weights[n - i -1];
 rightChild->symbol = ' ';
 rightChild->left = NULL;
 rightChild->right = NULL;

 // 将两个孩子结点合并 *root = malloc(sizeof(Node));
 (*root)->weight = leftChild->weight + rightChild->weight;
 (*root)->symbol = ' ';
 (*root)->left = leftChild;
 (*root)->right = rightChild;
 }
}

c// 将哈夫曼树转化为哈夫曼编码void huffmanCoding(Node* root, int code[], char symbol) {
 if (root == NULL) return;

 // 如果是叶子结点，则将符号和编码写入到code数组中 if (root->left == NULL && root->right == NULL) {
 code[root->weight] = symbol;
 }

 // 递归地向左孩子结点传递 huffmanCoding(root->left, code, '0');

 // 递归地向右孩子结点传递 huffmanCoding(root->right, code, '1');
}

c// 将哈夫曼编码转化为原始数据void huffmanDecoding(char* encodedData, int n) {
 Node* root = NULL;
 buildHuffmanTree(&root, weights, n);

 // 递归地将编码解析为原始数据 for (int i =0; i < n; i++) {
 if (encodedData[i] == '0') {
 root = root->left;
 } else {
 root = root->right;
 }

 // 如果是叶子结点，则将符号写入到decodedData数组中 if (root->left == NULL && root->right == NULL) {
 decodedData[i] = code[root->weight];
 root = NULL;
 }
 }
}

cint main() {
 int n =10; // 数据长度 char symbol[] = {'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'H', 'I', 'J'}; // 符号数组 int weights[n]; // 权重数组 // 初始化权重数组 for (int i =0; i < n; i++) {
 weights[i] = rand() %100 +1;
 }

 Node* root = NULL;
 buildHuffmanTree(&root, weights, n);

 char encodedData[n]; // 编码数据 huffmanCoding(root, encodedData, symbol);

 char decodedData[n]; // 解码数据 huffmanDecoding(encodedData, n);

 return0;
}