数据结构之基于Java的最优二叉树实现

本文的代码来自于《数据结构与算法（JAVA语言版）》，是笔者在网上找到的资料，非正式出刊版物。笔者对代码一些比较难以理解的部分添加了注释和图解，欢迎大家来讨论。

import dsa.adt.BinaryTreeLinked;public class HuffmanTreeLinked extends BinaryTreeLinked {public HuffmanTreeLinked(HuffmanTreeNode[] nodes) {this(nodes,new DefaultStrategy());}public HuffmanTreeLinked(HuffmanTreeNode[] nodes, Strategy strategy){super(buildHuffmanTree(nodes),strategy);generateHuffmanCode((HuffmanTreeNode)super.getRoot());}//返回Huffman的所有叶子结点public Iterator getAllLeafs(){LinkedList list = new LinkedListDLNode();getLeafs(getRoot(),list);return list.elements();}private void getLeafs(HuffmanTreeNode root, LinkedList list){if (root==null) return;if (root.isLeaf()) list.insertLast(root);getLeafs(root.getLChild(),list);getLeafs(root.getRChild(),list);}//递归生成Huffman编码private static void generateHuffmanCode(HuffmanTreeNode root){if (root==null) return;if (root.hasParent()){if (root.isLChild()) root.setCoding(root.getParent().getCoding() + "0");else                 root.setCoding(root.getParent().getCoding() + "1");}generateHuffmanCode(root.getLChild());generateHuffmanCode(root.getRChild());}//通过结点数组生成Huffman树private static HuffmanTreeNode buildHuffmanTree(HuffmanTreeNode[] nodes){int n = nodes.length;if (n<2) return nodes[0];List l = new ListArray();   //根结点线性表，按weight从大到小有序for (int i=0; i<n; i++)     //将结点逐一插入线性表insertToList(l,nodes[i]);for (int i=1; i<n; i++){    //选择weight最小的两棵树合并，循环n-1次HuffmanTreeNode min1 = (HuffmanTreeNode)l.remove(l.getSize()-1);//选择weight最小的树HuffmanTreeNode min2 = (HuffmanTreeNode)l.remove(l.getSize()-1);//选择weight次小的树HuffmanTreeNode newRoot = new HuffmanTreeNode(min1.getWeight()+min2.getWeight());//合并newRoot.setLChild(min1);newRoot.setRChild(min2);insertToList(l,newRoot);//新树插入线性表}return (HuffmanTreeNode)l.get(0);//返回Huffman树的根}//将结点按照weight从大到小的顺序插入线性表private static void insertToList(List l, HuffmanTreeNode node){for (int j=0; j<l.getSize(); j++)if (node.getWeight()>((HuffmanTreeNode)l.get(j)).getWeight()){l.insert(j,node);return;}l.insert(l.getSize(),node);}public HuffmanTreeNode getRoot(){return (HuffmanTreeNode)super.getRoot();}
}

package dsa.adt;import dsa.adt.BinTreeNode;public class HuffmanTreeNode extends BinTreeNode {private int weight;         //权值private String coding = ""; //编码public HuffmanTreeNode(int weight){this(weight,null);}public HuffmanTreeNode(int weight, Object e){super(e);this.weight = weight;}//改写父类方法public HuffmanTreeNode getParent() {return (HuffmanTreeNode)super.getParent();}public HuffmanTreeNode getLChild() {return (HuffmanTreeNode)super.getLChild();}public HuffmanTreeNode getRChild() {return (HuffmanTreeNode)super.getRChild();}//get&set方法public int getWeight(){ return weight;}public String getCoding(){ return coding;}public void setCoding(String coding){ this.coding = coding;}
}

public interface Strategy {//判断两个数据元素是否相等public boolean equal(Object obj1, Object obj2);/*** 比较两个数据元素的大小* 如果obj1 < obj2 返回-1* 如果obj1 = obj2 返回0* 如果obj1 > obj2 返回1*/public int compare(Object obj1, Object obj2);
}

public final class DefaultStrategy implements Strategy
{public boolean equal(Object obj1, Object obj2) {return obj1.toString().equals(obj2.toString());}public int compare(Object obj1, Object obj2){int comp = obj1.toString().compareTo(obj2.toString());if (comp==0) return 0;else if (comp>0) return 1;else return -1;}
}

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