Huffman树
实验题目(共6题, 第1题)
| 标题： | Huffman树 |
| 时 限： | 1000 ms |
| 内存限制： | 10000 K |
| 总时限： | 3000 ms |
| 描述： |
Huffman树
对输入的英文大写字母进行统计概率 然后构建哈夫曼树,输出是按照概率降序排序输出Huffman编码。 |
| 输入： |
大写字母个数 n 第一个字母 第二个字母 第三个字母 ... 第n个字母 |
| 输出： |
字母1 出现次数 Huffman编码
字母2 出现次数 Huffman编码
字母3 出现次数 Huffman编码
…
字母n 出现次数 Huffman编码 |
| 输入样例： |
10
I I U U U I U N U U |
| 输出样例： |
U 6 1
I 3 01
N 1 00
|
| 提示： | 参见教材144页 |
| 来源： |
| 提交代码 |
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#define MAX 27
#define MAX_INT 99999
//哈夫曼树和哈夫曼编码的存储表示
typedef struct
{
int weight;
int parent,lchild,rchild;
} HTNode,*HuffmanTree; // 动态分配数组存储哈夫曼树
typedef char **HuffmanCode;
typedef struct Charnode
{
char c;
int weight;
} CharNode,*CharNodePtr; //不要定义为Char
CharNode *b;
int Chat_get()
{
char c;
int j=0;
int m;
int i;
scanf("%d",&m);
getchar();
b=(CharNodePtr)malloc(sizeof(CharNode)*MAX);
int a[MAX];
for(i=0; i<MAX; i++)
{
a[i]=0;
}
for(i=0; i<m; i++)
{
scanf("%c",&c);
getchar();
a[c-'A']++;
}
for(i=0; i<26; i++)
{
if(a[i]!=0)
{
b[j].c=char(i+'A');
b[j].weight=a[i];
j++;
}
}
return j;
}//得到不同字符的个数和数组
int min(HuffmanTree t,int i)
{
int j,flag;
int k=MAX_INT; // 取k为不小于可能的值
for(j=1; j<=i; j++)
if(t[j].weight<k&&t[j].parent==0)
k=t[j].weight,flag=j;
t[flag].parent=1;
return flag;
}
//本实习题中右子树是最小值对应序号，左子树是次小值对应序号
void select(HuffmanTree t,int i,int &s1,int &s2)
{
s2=min(t,i);
s1=min(t,i);
}
void PrintHuffmanTree(HuffmanTree &HT,HuffmanCode &HC, int n)
{
int i, c, cdlen;
char *cd;
HC=(HuffmanCode)malloc((n+1)*sizeof(char*));
// 分配n个字符编码的头指针向量([0]不用)
cd=(char*)malloc(n*sizeof(char)); // 分配求编码的工作空间
c=2*n-1;
cdlen=0;
for(i=0; i<=c; ++i) HT[i].weight=0; // 遍历赫夫曼树时用作结点状态标志
while(c)
{
if(HT[c].weight==0) // 向左
{
HT[c].weight=1;
if(HT[c].lchild==0 && HT[c].rchild==0) // 登记叶子结点字符编码
{
HC[c]=(char *)malloc((cdlen+1)*sizeof(char));
cd[cdlen]='\0';
strcpy(HC[c],cd); // 复制编码(串)
}
if(HT[c].lchild!=0)
{
c=HT[c].lchild;
cd[cdlen++]='1';
}
}
else if(HT[c].weight==1) // 向右
{
HT[c].weight=2;
if(HT[c].rchild!=0)
{
c=HT[c].rchild;
cd[cdlen++]='0';
}
}
else
{
HT[c].weight=0;
c=HT[c].parent;
--cdlen; // 退到父结点,编码长度减1
}
}
free(cd);
}
// w存放n个字符的权值(均>0),构造哈夫曼树HT,并求出n个字符的哈夫曼编码HC
void HuffmanCoding(HuffmanTree &HT,HuffmanCode &HC,int *w,int n)
{
int m,i,s1,s2;
HuffmanTree p;
if(n<=1) exit(0);
m=2*n-1;
HT=(HuffmanTree)malloc((m+1)*sizeof(HTNode)); // 0号单元未用
//因为0号单元未用，处理数据时候从1号单元开始
for(p=HT+1,i=1; i<=n; ++i,++p,++w)
{
(*p).weight=*w;
(*p).parent=0;
(*p).lchild=0;
(*p).rchild=0;
}
for(; i<=m; ++i,++p) (*p).parent=0;
// 在HT[1~i-1]中选择parent为0且weight最小的两个结点,其序号分别为s1和s2
for(i=n+1; i<=m; ++i) // 建哈夫曼树
{
select(HT,i-1,s1,s2);
HT[s1].parent=HT[s2].parent=i;
HT[i].lchild=s1;
HT[i].rchild=s2;
HT[i].weight=HT[s1].weight+HT[s2].weight;
}
//顺序输出哈夫曼树
PrintHuffmanTree(HT, HC, n);
}
void sort_b(int k)
{
int n;
char c;
int i,j;
for(i=0; i<k; i++)
{
for(j=k-1; j>=i; j--)
{
if(b[j].weight>b[j-1].weight)
{
n=b[j].weight;
b[j].weight=b[j-1].weight;
b[j-1].weight=n;
c=b[j].c;
b[j].c=b[j-1].c;
b[j-1].c=c;
}
}
}
}
int main()
{
int k;
int j;
int i;
HuffmanTree HT;
HuffmanCode HC;
k=Chat_get();
int *w;
w=(int *)malloc(sizeof(int)*k);
sort_b(k);
for(i=0; i<k; i++)
{
w[i]=b[i].weight;
}
HuffmanCoding(HT,HC,w,k);
for(i=0,j=1; i<k; j++,i++)
{
printf("%c %d %s\n",b[i].c,b[i].weight,HC[j]);
}
return 0;
}
