数据结构与算法：哈夫曼树（源码）！

这些天明白了一个道理，搞技术也是需要激情的。

也不知道为什么这段过的感觉特别的不爽，也不知道是因为快要考试了，心里没底，而带来的恐惧，还是

搞技术太久，心里想放个假，总之是过的晕晕乎乎，做事情也总是反应迟钝，思维也不快，我爸妈说我是因为睡

不够，但是我觉得我一晚上睡6个半小时，也不算短了。真不知道这样的感觉还要持续多久。

习惯了，下课就做到电脑前，习惯了，晚上一个人回宿舍，习惯了，饿了随便吃点，习惯了，一个人钻研。

当一切开始成为了定式，总觉得生活变的简单。有一些人羡慕我，觉得我有很好的环境学技术。

但是我现在也不觉得我有什么好自满的东西。不过是个再普通不过的走在技术道路上的菜鸟。

心里有千万般的无奈，心里有数不清的彷徨。

我渴望曾经的激情。

其实我也不想说那么多，耽误看帖人的时间，但是心里总有些不吐不快。

师兄总是开玩笑的说我现在开始“淡定了”。

朋友们也觉得我越来越“沉默了”。

现在也不敢想以后会成什么样子，一切都未知。

我不想到了以后“生无可恋，死无可依”（这是一个老程序员的感悟）。

但是我不能停止，停止就是倒退。

好啦，不罗嗦了，下面是我的程序：

 

#include < iostream >  
#define  MAXVALUE 100000
using   namespace  std;
const   int  n = 4 ; // 叶子节点个数 
// 构造哈夫曼树结点 
typedef  struct {
int  weight; // 权值 
int  parent; // 父节点 
int  lchild; // 左子树 
int  rchild; // 右子树 
}HNodeType;

HNodeType HFMTree[ 2 * n - 1 ]; // 结点数 

// 构造哈夫曼编码数组
typedef  struct {
int  bit[n];
int  start;
}HCodeType;

HCodeType HFMCode[n];
// 创建哈夫曼树 
void  createHFMTree(HNodeType HFMTree[], int  n){
int  m1,x1,m2,x2;
int  i,j;
// 初始化
for (i = 0 ;i < 2 * n - 1 ;i ++ ){
   HFMTree[i].weight = 0 ;
   HFMTree[i].parent =- 1 ;
   HFMTree[i].lchild =- 1 ;
   HFMTree[i].rchild =- 1 ;
}
cout << " 请输入结点权值： " << endl; 
for (i = 0 ;i < n;i ++ ){                
   cin >> HFMTree[i].weight;
}
for (i = 0 ;i < n - 1 ;i ++ ){
   x1 = x2 = MAXVALUE;
   m1 = m2 = 0 ;
    for (j = 0 ;j < n + i;j ++ ){
     if (HFMTree[j].parent ==- 1 && HFMTree[j].weight < x1){
     x2 = x1;
     m2 = m1;
     x1 = HFMTree[j].weight;
     m1 = j;
    }
     else   if (HFMTree[j].parent ==- 1 && HFMTree[j].weight < x2){
     x2 = HFMTree[j].weight;
     m2 = j;
    }
   }
   HFMTree[m1].parent = n + i;HFMTree[m2].parent = n + i;
   HFMTree[n + i].weight = HFMTree[m1].weight + HFMTree[m2].weight;
   HFMTree[n + i].lchild = m1;
   HFMTree[n + i].rchild = m2;
}
}
// 转化编码 
void  createHFMCode(HNodeType HFMTree[],HCodeType HFMCode[]){
HCodeType cd;
int  i,j,c,p;
for (i = 0 ;i < n;i ++ ){
   cd.start = n - 1 ;
   c = i;
   p = HFMTree[c].parent;
    while (p !=- 1 )
   {
     if (HFMTree[p].lchild == c)cd.bit[cd.start] = 0 ;
     else  cd.bit[cd.start] = 1 ;
    cd.start -- ;
    c = p;
    p = HFMTree[c].parent;
   }
    for (j = cd.start + 1 ;j < n;j ++ )
    HFMCode[i].bit[j] = cd.bit[j];
   HFMCode[i].start = cd.start + 1 ;
}
}
// 主函数 
int  main()
{
int  i,j;
// 创建树 
createHFMTree(HFMTree,n);
// 转码 
createHFMCode(HFMTree,HFMCode);
cout << endl;
for (i = 0 ;i < n;i ++ )
{
    for (j = HFMCode[i].start;j <= n - 1 ;j ++ )
   {
    cout << HFMCode[i].bit[j];
   }
   cout << endl;
}
return   0 ;
}

 

这个是雏形，下面我们要实现的功能是，输入一个含有N位A,B,C,D四种字母的字符串。

然后转换成只含有0，1的代码串。之所以要使用哈夫曼树是因为哈夫曼树是最优树。根据权值来实现最短编码。

下面是实现自动转码的程序：

 

#include < iostream >  
#define  MAXVALUE 100000
using   namespace  std;
const   int  n = 4 ; // 叶子节点个数 
string  l;
int  size;
// 构造哈夫曼树结点 
typedef  struct {
int  weight; // 权值 
int  parent; // 父节点 
int  lchild; // 左子树 
int  rchild; // 右子树 
}HNodeType;

HNodeType HFMTree[ 2 * n - 1 ]; // 结点数 

// 构造哈夫曼编码数组
typedef  struct {
int  bit[n];
int  start;
}HCodeType;

HCodeType HFMCode[n];
// 创建哈夫曼树 
void  createHFMTree(HNodeType HFMTree[], int  n){
int  m1,x1,m2,x2;
int  i,j;
// 初始化
for (i = 0 ;i < 2 * n - 1 ;i ++ ){
   HFMTree[i].weight = 0 ;
   HFMTree[i].parent =- 1 ;
   HFMTree[i].lchild =- 1 ;
   HFMTree[i].rchild =- 1 ;
}
cout << " *******************哈夫曼树字符串最优转码程序*********************** " << endl; 
cout << " 请输入一个字符串：(只含有A，B，C，D四种字符,输入回车结束) " << endl; 
cin >> l;
std:: string  str(l);
  size = str.size();    
   for ( int  i = 0 ;i < size; ++ i){   
    if (str.at(i) == ' A ' )HFMTree[ 0 ].weight ++ ;
    else   if (str.at(i) == ' B ' )HFMTree[ 1 ].weight ++ ;
    else   if (str.at(i) == ' C ' )HFMTree[ 2 ].weight ++ ;
    else   if (str.at(i) == ' D ' )HFMTree[ 3 ].weight ++ ;
    else { 
   cout << " 输入有误! " << endl;
    break ;
   }
}

for (i = 0 ;i < n - 1 ;i ++ ){
   x1 = x2 = MAXVALUE;
   m1 = m2 = 0 ;
    for (j = 0 ;j < n + i;j ++ ){
     if (HFMTree[j].parent ==- 1 && HFMTree[j].weight < x1){
     x2 = x1;
     m2 = m1;
     x1 = HFMTree[j].weight;
     m1 = j;
    }
     else   if (HFMTree[j].parent ==- 1 && HFMTree[j].weight < x2){
     x2 = HFMTree[j].weight;
     m2 = j;
    }
   }
   HFMTree[m1].parent = n + i;HFMTree[m2].parent = n + i;
   HFMTree[n + i].weight = HFMTree[m1].weight + HFMTree[m2].weight;
   HFMTree[n + i].lchild = m1;
   HFMTree[n + i].rchild = m2;
}
}
// 转化编码 
void  createHFMCode(HNodeType HFMTree[],HCodeType HFMCode[]){
HCodeType cd;
int  i,j,c,p;
for (i = 0 ;i < n;i ++ ){
   cd.start = n - 1 ;
   c = i;
   p = HFMTree[c].parent;
    while (p !=- 1 )
   {
     if (HFMTree[p].lchild == c)cd.bit[cd.start] = 0 ;
     else  cd.bit[cd.start] = 1 ;
    cd.start -- ;
    c = p;
    p = HFMTree[c].parent;
   }
    for (j = cd.start + 1 ;j < n;j ++ )
    HFMCode[i].bit[j] = cd.bit[j];
   HFMCode[i].start = cd.start + 1 ;
}
}
// 主函数 
int  main()
{
int  i,j;
// 创建树 
createHFMTree(HFMTree,n);
// 转码 
createHFMCode(HFMTree,HFMCode);
cout << endl;
int  k = 65 ;
for (i = 0 ;i < n;i ++ )
{
   cout << ( char )k << " 的编码： " ;
    for (j = HFMCode[i].start;j <= n - 1 ;j ++ )
   {
    cout << HFMCode[i].bit[j];
   }
   k ++ ;
   cout << endl;
}
cout << " 转码后的字符串为： " << endl;
std:: string  str(l);
  size = str.size();    
   for ( int  i = 0 ;i < size; ++ i){   
    if (str.at(i) == ' A ' ){
    for (j = HFMCode[ 0 ].start;j <= n - 1 ;j ++ )
   cout << HFMCode[ 0 ].bit[j];
   }
    else   if (str.at(i) == ' B ' ){
    for (j = HFMCode[ 1 ].start;j <= n - 1 ;j ++ )
   cout << HFMCode[ 1 ].bit[j];
   }
    else   if (str.at(i) == ' C ' ){
    for (j = HFMCode[ 2 ].start;j <= n - 1 ;j ++ )
   cout << HFMCode[ 2 ].bit[j];
   }
    else   if (str.at(i) == ' D ' ){
    for (j = HFMCode[ 3 ].start;j <= n - 1 ;j ++ )
   cout << HFMCode[ 3 ].bit[j];
   }
    else { 
   cout << " 输入有误! " << endl;
    break ;
   }
}
return   0 ;
}

 

程序本机测试通过，可以放心运行！

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