数据结构 树 Huffman编码

本文介绍了Huffman树的构造过程及其编码应用。通过选择权重最小的两个节点进行合并,最终形成Huffman树,并给出了一个具体的编码实现示例。文章还讨论了不同Huffman树之间的编码效率差异及构造算法的时间复杂度。

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1.  Huffman树不是唯一的,这是因为在选择具有最小权值的2个节点时会出现权值相等的情况。

    编码效率是不是一样的?不一样,但相差不大。

    如何选择最小的?

2.  一组数,找最小的两个,算法的复杂度是On + ceil(log(n)) - 2),使用堆排序。

3.  Huffman编码算法用于压缩。

 

程序如下:

 

#include <stdio.h>
#include 
<stdlib.h>
#include 
<string.h>

typedef 
struct {
    unsigned 
int weight;
    unsigned 
int parent;
    unsigned 
int left;
    unsigned 
int right;
}
HNode;

typedef 
char **HCode;

void select(HNode *htree, int i, int &s1, int &s2){
    
for(int j = 1; j <= i; j++){
        
if(htree[j].parent != 0){
            
continue;
        }
else{
            s1 
= j;
            
break;
        }

    }


    
for(j++; j <= i; j++){
        
if(htree[j].parent != 0){
            
continue;
        }
else{
            s2 
= j;
            
break;
        }

    }


    
if(htree[s1].weight > htree[s2].weight){
        
int tmp = s2;
        s2 
= s1;
        s1 
= tmp;
    }


    
for(j = 1; j <= i; j++){
        
if(htree[j].parent == 0){
            
if(htree[j].weight <= htree[s2].weight){
                
if(htree[j].weight < htree[s1].weight){
                    s2 
= s1;
                    s1 
= j;
                }
else{
                    
if(j != s1){
                        s2 
= j;
                    }

                }

            }

        }

    }

}


void HuffmanCoding(HNode *htree, HCode &hcode, int *w, int n){
    
if(n <= 1){
        
return;
    }

    
    
int m = 2 * n - 1;
    
int i = 0;
    
    htree 
= (HNode *)malloc(sizeof(HNode) * (m + 1));
    
    HNode 
*= htree;
    
for(i = 1; i <= n; i++){
        p
++;
        
        (
*p).weight = w[i - 1];
        
        (
*p).parent = (*p).left = (*p).right = 0;
    }

    
    
for(; i <= m; i++){
        p
++;
        (
*p).weight = (*p).parent = (*p).left = (*p).right = 0;
    }

    
    
    
int s1 = 0, s2 = 0;
    
for(i = n + 1; i <= m; i++){
        select(htree, i 
- 1, s1, s2);
        htree[s1].parent 
= i;
        htree[s2].parent 
= i;
        htree[i].left 
= s1;
        htree[i].right 
= s2;
        htree[i].weight 
= htree[s1].weight + htree[s2].weight;
    }

    
          
    hcode 
= (HCode)malloc(sizeof(char ** (n + 1));
    
    
char *ch = (char *)malloc(n * sizeof(char));
    ch[n 
- 1= '

 执行结果为:

Huffman编码为:
a: 
11111
b: 
10
c: 
1110
d: 
000
e: 
110
f: 
01
g: 
11110
h: 
001
1111110000110
abde
Press any key to 
continue
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