哈夫曼树、编码完整代码

最新推荐文章于 2025-10-23 14:07:59 发布

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这篇文章分享了如何使用C++实现哈夫曼编码，包括构建Huffman树和生成字符编码的过程，实例演示了输入字符及其频率后编码的生成。适合初学者理解并实践哈夫曼编码算法。

之前在写实验的时候在b站发了一个讲解视频：哈夫曼编码代码讲解
有不少人来问我要代码，决定还是发一个吧。
运行结果如下：
在这里插入图片描述

#include<stdio.h>
#include<iostream>
#include<string.h>
#include<string>
#define maxn 100
using namespace std;
typedef char **HuffmanCode;//二级指针
int start;						//cd数组的下标指针
char *cd;						//用来临时存放当前正在求解的第i个字符的编码
typedef struct
{
    int weight;//权重
    int parent,lchild,rchild;//双亲，左孩子，右孩子
}HTNode,*HuffmanTree;
void init_HuffmanTree(HuffmanTree &HT,int n)
{
    int m;
    m=2*n-1;
    HT=new HTNode[m+1];//分配m+1个单元，从1-m存数据
    for(int i=0;i<=m;i++)//初始化，注意是m，不是n
    {
        HT[i].parent=0;
        HT[i].lchild=0;
        HT[i].rchild=0;
    }
}
void Select(HTNode HT[],int &S1,int &S2,int m)
{
    int i;
    int minweight=10000;//设置一个最小权重
    for(i=1;i<m;i++)//遍历找到最小
    {
        if(HT[i].weight<minweight&&HT[i].parent==0)
        {
            minweight=HT[i].weight;
            S1=i;
        }
    }
    minweight=10000;
    for(i=1;i<m;i++)//遍历找到次小
    {
        if(HT[i].weight<minweight&&HT[i].parent==0& i!=S1)
        {
            minweight=HT[i].weight;
            S2=i;
        }
    }
}
void CreateHuffmanTree(HuffmanTree &HT, int n)
{
    int m,s1,s2,i;
    int &S1=s1,&S2=s2;
    if(n<=1) return;
    m=2*n-1;
    for(i=n+1;i<=m;i++)//n-1选择，删除合并来创建
    {
        Select(HT,S1,S2,i);// 在双亲是0的结点中选择较小两个
        //cout<<s1<<" "<<s2<<endl;
        HT[s1].parent=i;
        HT[s2].parent=i;//更新双亲域
        HT[i].rchild=s1;//更新孩子域
        HT[i].lchild=s2;
        HT[i].weight=HT[s1].weight+HT[s2].weight;//更新权重
    }
}
void CreateHuffmanCode(HuffmanTree HT,HuffmanCode &HC,int n)
{
    int c,f,start;
    HC=new char*[n+1];
    cd= new char[n];
    cd[n-1]='\0';//存放每个字符编码的临时数组
    for(int i=1;i<=n;i++)
    {
        start=n-1;
        c=i;
        f=HT[i].parent;//f指向c的双亲
        while (f!=0)
        {
            --start;
            if(HT[f].lchild==c) //左0右1
                cd[start]='0';
            else
                cd[start]='1';
            c=f;
            f=HT[f].parent;
        }
        //[] HC[i]=a;a,是一维数组的首地址。
        HC[i]=new char[n-start];
        strcpy(HC[i],&cd[start]);//复制
    }
    delete cd;
}
int main()
{
    //char ch[maxn],*p;
    char *p;
    string ch[maxn];
    int n,i;
    HuffmanTree HT;
    HuffmanTree &H=HT;//引用型变量
    HuffmanCode code;
    HuffmanCode &HC=code;//引用型变量
    cout<<"请输入要编码的字符个数，并输入字符和其对应的频数"<<endl;
    cin>>n;
    init_HuffmanTree(H,n);
    for(i=1;i<=n;i++)//输入字符和权重
        cin>>ch[i]>>HT[i].weight;
    CreateHuffmanTree(H,n);
        cout<<endl;//输出哈夫曼树
    for(i=1;i<=2*n-1;i++)
         cout<<HT[i].weight<<" "<<HT[i].parent<<" "<<HT[i].rchild<<" "<<HT[i].lchild<<endl;
     //cout<<ch[i]<<" "<<H[i].weight<<endl;
    CreateHuffmanCode(HT,HC,n);
    for(i=1;i<=n;i++)//输出编码
    {
        cout<<ch[i]<<" ";//先输出字符
        p=code[i];//数组首地址
        while (*p!='\0')//没到\0时一直输出
        {
            cout<<*p;
            p++;
        }
        cout<<endl;
    }
    return 0;
}
// 8
// a 5
// b 29
// c 7
// d 8
// e 14
// f 23
// g 3
// h 11