数据结构Huffman树及编码

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一、实验目的

构造一个哈夫曼树，并根据所构造的哈夫曼树求其哈夫曼树的编码；
二、基本思路

将每个英文字母依照出现频率由小排到大，最小在左，组成一个序列
每个字母都代表一个终端节点（叶节点），比较每个字母的出现频率，将最小的两个字母频率相加合成一个新的节点，将两个字母从序列中删除，将生成的节点加入到字母队列中
重复前面两步，直到序列中没有字母为止
进行编码：
给霍夫曼树的所有左链结’0’与右链结’1′
从树根至树叶依序记录所有字母的编码

三、基本代码

1.Huffman.h文件

typedef struct{int weight;int parent,lchild,rchild;
}HTNode,*HuffmanTree;typedef char **HuffmanCode;void HuffmanCoding(HuffmanTree &HT,HuffmanCode &HC,int *w,int n);
void HuffmanSelect(HuffmanTree HT,int k,int &s1,int &s2);

2.主要函数
①select函数

void HuffmanSelect(HuffmanTree HT,int n,int &s1,int &s2)
{  int minn=10000000,maxx=10000000;  s1=s2=0;  for(int i=1; i<=n; i++)  {  if(HT[i].parent==0)  {  if(HT[i].weight<minn)  {  minn=HT[i].weight;s1=i;                  }  }  }  int t=HT[s1].weight;  HT[s1].weight=maxx;  minn=99999998;  for(int i=1; i<=n; i++)  {  if(HT[i].parent==0)  {  if(HT[i].weight<minn)  {  minn=HT[i].weight;  s2=i;  }  }  }  HT[s1].weight=t;
}

②编码函数

void HuffmanCoding(HuffmanTree &HT,HuffmanCode &HC,int *w,int n)
{if(n<=1)return;int m=2*n-1;HT=(HuffmanTree)malloc((m+1)*sizeof(HTNode));int i;for(i=1;i<=n;i++){HT[i].weight=w[i];HT[i].parent=HT[i].rchild=HT[i].lchild=0;}for(;i<=m;i++){HT[i].weight=HT[i].parent=HT[i].rchild=HT[i].lchild=0;}int s1=0,s2=0;for(i=n+1;i<=m;i++){HuffmanSelect(HT,i-1,s1,s2);HT[s1].parent=i;HT[s2].parent=i;HT[i].lchild=s1;HT[i].rchild=s2;HT[i].weight=HT[s1].weight+HT[s2].weight;}HC=(HuffmanCode)malloc((n+1)*sizeof(char*));char *cd;cd=(char *)malloc(n*sizeof(char));cd[n-1]='\0';int start;for(i=1;i<=n;++i){start=n-1;int c=0;int f=0;for(c=i,f=HT[i].parent;f!=0;c=f,f=HT[f].parent){if(HT[f].lchild==c) cd[--start]='0';else cd[--start]='1';}HC[i]=(char*)malloc((n-start)*sizeof(char));strcpy(HC[i],&cd[start]);}free(cd);
}

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