哈夫曼树的实现

1.声明及建立

typedef struct{
	unsigned int weight;
	unsigned int parent,lchild,rchild;
}HTNode,*HuffmanTree;
typedef char **HuffmanCode;

struct Node
{
	int i,wei;
	char c;
}node[20];
priority_queue<Node>pq1;

 

void HuffCoding(HuffmanTree &HT,HuffmanCode &HC,int *w,int n,char *ger,char *tran)
{
	int i,j,m,f;
	Node s1,s2,s3;
	HuffmanTree p;
	
	if(n<=1) return;
	m=2*n-1;
	HT=(HuffmanTree)malloc((m+1)*sizeof(HTNode));
	for(p=HT+1,i=1;i<=m;++i,++p,++w) //从1开始,初始化
	{
		if(i<=n) {(*p).weight=*w;pq1.push(node[i]);}
		else (*p).weight=0;
		(*p).parent=0;
		(*p).lchild=0;
		(*p).rchild=0;
	}
	for(i=n+1;i<=m;++i)
	{
		s1=pq1.top();pq1.pop();
		s2=pq1.top();pq1.pop();
		s3.wei=s1.wei+s2.wei;
		s3.i=i;
		pq1.push(s3);
		HT[s1.i].parent=i;HT[s2.i].parent=i;
		HT[i].lchild=s1.i;HT[i].rchild=s2.i;
		HT[i].weight=HT[s1.i].weight+HT[s2.i].weight;
	}
}	

 

重载优先队列:寻找两个最小的权值

bool operator <(const struct Node &A,const struct Node&B)
{
	if(A.wei==B.wei) return A.i>B.i;
	else return A.wei>B.wei;
}

 
2.编码

1)叶子到根逆向求编码

	//******************叶子到根逆向求编码**************
	HC=(HuffmanCode)malloc((n+1)*sizeof(char *));
	char *cd;
	cd=(char *)malloc(n*sizeof(char));
	cd[n-1]='\0';
	for(i=1;i<=n;++i)
	{
		cd[n-1]='\0';
		int start=n-1;
		for(j=i,f=HT[i].parent;f!=0;j=f,f=HT[f].parent)//找到根结点退出
		{
			if(HT[f].lchild==j) cd[--start]='0';
			else cd[--start]='1';  
		}
		HC[i]=(char *)malloc((n-start)*sizeof(char));
		strcpy(HC[i],&cd[start]);	
		
		printf("%c: %s\n",node[i].c,HC[i]);	
	}
	printf("\n");
	free(cd);


2)无栈非递归遍历求编码(顺序)

//******************无栈非递归遍历求编码**************
	j=m;//
	int cdlen=0;
	for(i=1;i<=m;++i) HT[i].weight=0;//标记访问次数
	while(j)
	{
		if(HT[j].weight==0)
		{
			HT[j].weight=1;
			if(HT[j].lchild!=0) {j=HT[j].lchild;cd[cdlen++]='0';}//一直找到左孩子为空
			else if(HT[j].rchild==0)//如果右孩子不存在,直接输出编码
			{
				HC[j]=(char *)malloc((cdlen+1)*sizeof(char));
				cd[cdlen]='\0';strcpy(HC[j],cd);
				printf("%c: %s\n",node[j].c,HC[j]);	
			}
		}
		else if(HT[j].weight==1)//找到访问一次的节点,如果右孩子存在,继续查找右子树		{
			HT[j].weight=2;
			if(HT[j].rchild!=0) {j=HT[j].rchild;cd[cdlen++]='1';}
		}
		else
		{
			HT[j].weight=0;j=HT[j].parent;--cdlen;//查找完后返回双亲
		}
	}
	free(cd);

 

3.译码

//生成
	int len=strlen(ger);
	for(j=0;j<len;j++)
	{
		for(i=1;i<=n;i++)
		{
			if(node[i].c==ger[j])
				cout<<HC[i]<<' ';
		}	
	}cout<<endl;	
	
	//译码 
	char str[10];
	int len1=strlen(tran),k;
	for(j=0;j<len1;)
	{
		f=m;k=0;
		memset(str,0,sizeof(str));
		while(f)
		{
			if(HT[f].rchild&&tran[j]=='1') 
			{f=HT[f].rchild;str[k++]='1';}
			else if(HT[f].lchild&&tran[j]=='0')
			{f=HT[f].lchild;str[k++]='0';}
			else 
				break;
			j++;
		}
		for(i=1;i<=n;i++)
		{	
			if(strcmp(HC[i],str)==0)
				cout<<node[i].c<<' ';
		}	
	}			  
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