哈夫曼树(数组表示)仅代码
关于哈夫曼树的介绍,网上的资料很多,这里就不多介绍了。下面是C语言的代码实现。GCC5.3.0编译通过。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 | // Created by Jacky on 2017-5-18 // main.c -- 哈夫曼树(数组表示) #include <stdio.h> #include <stdlib.h> /** * 哈夫曼树的结点定义 */ typedef struct HuffmanNode { char data; // 字符 int weight; // 权值,字符出现次数 int parent; // 父结点的数组下标 int left; // 左孩子的数组下标 int right; // 右孩子的数组下标 } HuffmanNode; /** * 哈夫曼树定义 */ typedef struct HuffmanTree { int count; // 结点数,也就是数组长度 = 2 * 叶子结点 - 1 HuffmanNode *nodes; // 结点数组 } HuffmanTree; #define HUFFMANTREE_INIT {0, NULL} void InitHuffmanTree(HuffmanTree *T, const char *str); void CreateHuffmanTree(HuffmanTree *T); void PrintHuffmanTree(HuffmanTree T); void Visit(HuffmanNode *node); void PreOrderTraversal(HuffmanTree T, void (*visit)(HuffmanNode *)); void InOrderTraversal(HuffmanTree T, void (*visit)(HuffmanNode *)); void PostOrderTraversal(HuffmanTree T, void (*visit)(HuffmanNode *)); int main( int argc, char const *argv[]) { HuffmanTree T = HUFFMANTREE_INIT; InitHuffmanTree(&T, "aaaabbc" ); CreateHuffmanTree(&T); PrintHuffmanTree(T); // PostOrderTraversal(T, Visit); free (T.nodes); // 释放结点申请的内存 T.nodes = NULL; return 0; } /** * 初始化哈夫曼树。 * 根据给定的字符串,统计每个字符出现的次数。 * 并用统计的信息来构造哈夫曼树的叶子结点。 * @param T 哈夫曼树对象指针 * @param str 需要统计的字符串 */ void InitHuffmanTree(HuffmanTree *T, const char *str) { // 统计每个字符出现的次数。 int arr[256] = {0}; while (*str) { arr[*str]++; str++; } int leafCount = 0; // 统计叶子结点的个数。 for ( int i = 0; i < sizeof (arr) / sizeof (arr[0]); ++i) { if (arr[i]) { leafCount++; // printf("%c %d\n", i, arr[i]); } } // printf("leafCount = %d.\n", leafCount); HuffmanNode *nodes = (HuffmanNode *) malloc ((2 * leafCount - 1) * sizeof (HuffmanNode)); T->count = 2 * leafCount - 1; leafCount = 0; for ( int i = 0; i < sizeof (arr) / sizeof (arr[0]); ++i) { if (arr[i]) { nodes[leafCount].data = i; nodes[leafCount].weight = arr[i]; nodes[leafCount].parent = nodes[leafCount].left = nodes[leafCount].right = -1; leafCount++; } } T->nodes = nodes; } /** * 通过给定的叶子结点构造整棵哈夫曼树。 * @param T 哈夫曼树对象指针 */ void CreateHuffmanTree(HuffmanTree *T) { int leafCount = (T->count + 1) / 2; // 结点数 = 2 * 叶子结点 - 1 for ( int i = leafCount; i < T->count; ++i) { int min1 = -1; // weight最小的结点数组下标 int min2 = -1; // weight次小的结点数组下标 for ( int j = 0; j < i; ++j) { if (T->nodes[j].parent == -1) { if (min1 == -1) // 第一次进入的时候,给min1赋值 { min1 = j; } else if (min2 == -1) // 第二次进入的时候,给min1,min2赋值 { if (T->nodes[j].weight < T->nodes[min1].weight) { min2 = min1; min1 = j; } else { min2 = j; } } else // 第三次及之后进入 { if (T->nodes[j].weight < T->nodes[min1].weight) { min2 = min1; min1 = j; } else if (T->nodes[j].weight < T->nodes[min2].weight) { min2 = j; } } } } // printf("min1 = %d, min2 = %d.\n", min1, min2); T->nodes[i].data = 0; T->nodes[i].weight = T->nodes[min1].weight + T->nodes[min2].weight; T->nodes[i].parent = -1; T->nodes[i].left = min1; T->nodes[i].right = min2; T->nodes[min1].parent = T->nodes[min2].parent = i; } } /** * 哈夫曼树的结点的访问 * @param node 结点地址 */ void Visit(HuffmanNode *node) { printf ( "%c %2d\n" , node->data, node->weight); } void PreOrder(HuffmanTree T, void (*visit)(HuffmanNode *), int index) { if (index != -1) { visit(&T.nodes[index]); PreOrder(T, visit, T.nodes[index].left); PreOrder(T, visit, T.nodes[index].right); } } void InOrder(HuffmanTree T, void (*visit)(HuffmanNode *), int index) { if (index != -1) { InOrder(T, visit, T.nodes[index].left); visit(&T.nodes[index]); InOrder(T, visit, T.nodes[index].right); } } void PostOrder(HuffmanTree T, void (*visit)(HuffmanNode *), int index) { if (index != -1) { PostOrder(T, visit, T.nodes[index].left); visit(&T.nodes[index]); PostOrder(T, visit, T.nodes[index].right); } } /** * 前序遍历 */ void PreOrderTraversal(HuffmanTree T, void (*visit)(HuffmanNode *)) { PreOrder(T, visit, T.count - 1); } /** * 中序遍历 */ void InOrderTraversal(HuffmanTree T, void (*visit)(HuffmanNode *)) { InOrder(T, visit, T.count - 1); } /** * 后续遍历 */ void PostOrderTraversal(HuffmanTree T, void (*visit)(HuffmanNode *)) { PostOrder(T, visit, T.count - 1); } /** * 打印哈夫曼树信息,方便调试 * @param T 哈夫曼树对象 */ void PrintHuffmanTree(HuffmanTree T) { printf ( "\ncount = %d.\n" , T.count); char *rows[] = { "index" , "data" , "weight" , "parent" , "left" , "right" }; int count = T.count; for ( int i = 0; i < sizeof (rows) / sizeof (rows[0]); ++i) { if (i == 0) { printf ( "+--------+" ); for ( int i = 0; i < count; ++i) { printf ( "----+" ); } } printf ( "\n|%-8s|" , rows[i]); for ( int j = 0; j < count; ++j) { switch (i) { case 0: // index printf ( " %-3d|" , j); break ; case 1: // data if (T.nodes[j].data == 10) // 回车 { printf ( " %-3d|" , T.nodes[j].data); } else { printf ( " %-3c|" , T.nodes[j].data); } break ; case 2: // weight printf ( " %-3d|" , T.nodes[j].weight); break ; case 3: // parent printf ( " %-3d|" , T.nodes[j].parent); break ; case 4: // left printf ( " %-3d|" , T.nodes[j].left); break ; case 5: // right printf ( " %-3d|" , T.nodes[j].right); break ; } } printf ( "\n+--------+" ); for ( int j = 0; j < count; ++j) { printf ( "----+" ); } } printf ( "\n" ); } |
【推荐】国内首个AI IDE,深度理解中文开发场景,立即下载体验Trae
【推荐】编程新体验,更懂你的AI,立即体验豆包MarsCode编程助手
【推荐】抖音旗下AI助手豆包,你的智能百科全书,全免费不限次数
【推荐】轻量又高性能的 SSH 工具 IShell:AI 加持,快人一步
· 从 HTTP 原因短语缺失研究 HTTP/2 和 HTTP/3 的设计差异
· AI与.NET技术实操系列:向量存储与相似性搜索在 .NET 中的实现
· 基于Microsoft.Extensions.AI核心库实现RAG应用
· Linux系列:如何用heaptrack跟踪.NET程序的非托管内存泄露
· 开发者必知的日志记录最佳实践
· winform 绘制太阳,地球,月球 运作规律
· TypeScript + Deepseek 打造卜卦网站:技术与玄学的结合
· Manus的开源复刻OpenManus初探
· 写一个简单的SQL生成工具
· AI 智能体引爆开源社区「GitHub 热点速览」