算法与数据结构 实验三 二叉树及其应用

实验项目名称：实验三 二叉树及其应用         

一、 实验目的
1．掌握二叉树的定义；
2．掌握哈夫曼树和哈夫曼编码算法的实现。

二、 实验内容

7-1 哈夫曼树哈夫曼编码

输入一组整型权值，构建哈夫曼树，实现哈夫曼编码，并输出带权路径长度。

输入格式:

第一行输入叶子结点个数，接着依次输入权值。

输出格式:

输出哈夫曼编码，输出带权路径长度。

输入样例:

在这里给出一组输入。例如：

8

5 29 7 8 14 23 3 11

输出样例:

在这里给出相应的输出。例如：

5编码为0001

29编码为10

7编码为1110

8编码为1111

14编码为110

23编码为01

3编码为0000

11编码为001

WPL:271

三、 设计文档

 

四、 源程序

#include<iostream>

#include<cstdio>

using namespace std;

const int N=100010;

struct node{

    int num,fa,ch;

};

bool st[N];

int n;

node* nodes;

int find(int n){

    int p=0;

    for(int i=1;i<=n;i++){

        if(st[i]==0&&(p==0||nodes[i].num<nodes[p].num)){

            p=i;

        }

    }

    return p;

}

void add(int lc,int rc,int p){

    nodes[lc].fa=p;

    nodes[lc].ch=-1;

    nodes[rc].fa=p;

    nodes[rc].ch=1;

    nodes[p].num=nodes[lc].num+nodes[rc].num;

}

string huffman(int k){

    string s;

    if(nodes[k].fa){

        s=huffman(nodes[k].fa);

    }

    if(nodes[k].ch){

        s+=nodes[k].ch==-1?"0":"1";

    }

    return s;

}

int main(){

    cin>>n;

    nodes=new node[2*n];

    for(int i=1;i<=n;i++){

        cin>>nodes[i].num;

    }

    if(n==1||n==0){

        cout<<"error";

    }else{

        int l=n+1,r=2*n-1;

        while(l<=r){

            int c1=find(l-1);

            st[c1]=1;

            int c2=find(l-1);

            st[c2]=1;

            add(c1,c2,l++);

        }

        int wpl=0;

        for(int i=1;i<=n;i++){

            string s=huffman(i);

            cout<<nodes[i].num<<"编码为"<<s<<endl;

            wpl+=nodes[i].num*s.size();

        }

        cout<<"WPL:"<<wpl;

    }

    return 0;

}