如何建立一棵哈夫曼树并且输出压缩码

算法:1、给定一个具有n个权值{ w1,w2,………wn }的结点的集合 F = { T1,T2,………Tn } 2、 初始时,设集合 A = F。 3、 执行 i = 1 至 n -1 的循环,在每次循环时执行以下操作 从当前集合中选取权值最小、次最小的两个结点,以这两个结点作为内部结点 bi 的左右儿子,bi 的权值为其左右儿子权值之和。 在集合中去除这两个权值最小、次最小的结点,并将内部结点bI 加入其中。这样,在集合A中,结点个数便减少了一个。 这样,在经过了n-1 次循环之后,集合A中只剩下了一个结点,这个结点就是根结点。

哈夫曼树的存储:在哈夫曼树中,每个要编码的元素是一个叶结点(度数为零),其它结点都是度数(度数就是有多少个子节点)为2的节点 一旦给定了要编码的元素个数,由n0=n2+1可知哈夫曼树的大小为2n-1 哈夫曼树可以用一个大小为2n的数组来存储。0节点不用,根存放在节点1。叶结点依次放在n+1到2n的位置 每个数组元素保存的信息:结点的数据、权值和父结点和左右孩子的位置。

代码实现:

//哈夫曼树及其编码,两个结构体,第一个是用来构造哈夫曼树的,第二个是用来保存压缩码的
#include<iostream>
using namespace std;
struct hfnode{
    char data;//字符
    int weight;//字符的个数,也就是权值
    int parent,left,right;//父节点、左子树、右子树的数组下标
};
struct node{
    char data;//字符
    char a[1000];//用于保存压缩码
    int num;//压缩码的长度
};
struct node *hftree(char str[],int d[],int size)
{
    int lenth=size*2,min1,min2,x,y,i,j;
    struct hfnode *hf;
    struct node *p;
    hf=(struct hfnode *)malloc(lenth*sizeof(struct hfnode));
    p=(struct node *)malloc(size*sizeof(struct node));
    for(i=size;i<lenth;i++)//size到(lenth-1)用来存放叶子节点
    {
        hf[i].data=str[i-size];
        hf[i].weight=d[i-size];
        hf[i].parent=hf[i].left=hf[i].right=0;
    }
    for(i=size-1;i>0;i--)//哈夫曼树的构造
    {
        min1=min2=100000000;x=y=0;//min1用来保存最小的,min2用来保存次小的
        for(j=i+1;j<lenth;j++)
        {
            if(min1>hf[j].weight&&hf[j].parent==0)
            {
                min2=min1;y=x;
                min1=hf[j].weight;
                x=j;
            }
            else if(min2>hf[j].weight&&hf[j].parent==0)
            {
                min2=hf[j].weight;
                y=j;
            }
        }
        if(x>y)
            swap(x,y);
        hf[i].weight=min1+min2;//新的节点的形成
        hf[i].parent=0;
        hf[i].left=x;
        hf[i].right=y;
        hf[x].parent=i;
        hf[y].parent=i;
    }
    for(i=size;i<lenth;i++)//求出各个字符的压缩码
    {
        int t1,t2;
        p[i-size].data=hf[i].data;
        p[i-size].num=0;
        t1=hf[i].parent;//父节点的数组下标
        t2=i;//自身的数组下标
        while(t1>0)
        {
            if(hf[t1].left==t2)
                p[i-size].a[p[i-size].num++]='0';
            else
                p[i-size].a[p[i-size].num++]='1';
            t2=t1;
            t1=hf[t1].parent;
        }
    }
    return p;
}
int main()
{
    char str[1000];
    int b[26],c[26],i,j,n,size;
    struct node *temp;
    while(scanf("%d",&n)!=EOF)//测试案例的个数
    {
       getchar();
       while(n--)
       {
           size=0;
           memset(b,0,sizeof(b));
           scanf("%s",str);
           for(i=0;str[i]!='\0';i++)
               b[str[i]-'a']++;
           for(i=0;i<26;i++)
               if(b[i]!=0)
               {
                   c[size]=b[i];
                   str[size]=i+'a';
                   size++;
               }//c数组中保存的是各个字符的权值(也就是个数)
           temp=hftree(str,c,size);
           for(i=0;i<size;i++)
           {
               printf("%c:",temp[i].data);
               for(j=temp[i].num-1;j>=0;j--)
                   printf("%c",temp[i].a[j]);
               printf("\n");
           }
       }
    }
    return 0;
}

 

 

posted on 2013-01-16 15:18  后端bug开发工程师  阅读(3036)  评论(0编辑  收藏  举报

导航