c语言实现哈夫曼树的创建与中序遍历以及哈夫曼编码（附详细代码）

任务描述

本关任务：编写能对给定n个叶子结点，构建哈夫曼树，给出每个叶子结点对应编码的程序。

相关知识

哈夫曼编码和译码的基本原理

首先要构造一棵哈夫曼树。哈夫曼树的结点结构包括权值，双亲，左右孩子；假如由n个字符来构造一棵哈夫曼树，则共有结点2n-1个；在构造前，先初始化，初始化操作是把双亲，左右孩子的下标值都赋为0；然后依次输入每个结点的权值。
第二步是通过n-1次循环，每次先找输入的权值中最小的两个结点，把这两个结点的权值相加赋给一个新结点，并且这个新结点的左孩子是权值最小的结点，右孩子是权值第二小的结点；鉴于上述找到的结点都是双亲为0的结点，为了下次能正确寻找到剩下结点中权值最小的两个结点，每次循环要把找的权值最小的两个结点的双亲赋值不为0（i）。就这样通过n-1循环下、操作，创建了一棵哈夫曼树，其中，前n个结点是叶子（输入的字符结点）后n-1个是度为2的结点。
编码的思想是逆序编码，从叶子结点出发，向上回溯，如果该结点是回溯到上一个结点的左孩子，则在记录编码的数组里存“0”，否则存“1”，注意是倒着存；直到遇到根结点（结点双亲为0），每一次循环编码到根结点，把编码存在编码表中，然后开始编码下一个字符（叶子）

测试说明

平台会对你编写的代码进行测试：

测试输入：5 2 7 4 5 19

预期输出：(对哈夫曼树按中序遍历输出对应叶子的哈夫曼编码)

7 00
5 010
2 0110
4 0111
19 1

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
# include<malloc.h>
#include <iostream>
using namespace std;
#define max 1000;
struct HtNode {int ww;//结点的权值int parent, lch, rch;char codes[10];//存放哈夫曼编码
};
struct HtTree {int m;//叶子结点的个数int root;//哈夫曼树根在数组的下标struct HtNode ht[1000];//存放2m-1个节点的数组
};
typedef struct HtTree* HtTreee;HtTreee creathuffman(int m, int* w)//创建哈弗曼树
{int num = 2 * m - 1;HtTreee huf;int i, j, x1, x2, m1, m2;huf = (HtTreee)malloc(sizeof(struct HtTree));;//huf->ht = (struct HtNode*)malloc(sizeof(struct HtNode) * num);//分配空间for (i = 0; i < num; i++) {huf->ht[i].lch = huf->ht[i].parent = huf->ht[i].rch = -1;if (i < m) {huf->ht[i].ww = w[i];}else {huf->ht[i].ww = -1;}}//初始化哈弗曼树for (i = 0; i < m-1; i++) {m1 = m2 = max;x1 = x2 = -1;for (j = 0; j < m + i; j++) {//寻找两个最小权的无父节点的结点if (huf->ht[j].ww < m1 && huf->ht[j].parent == -1) {//x1存放最小的下标m2 = m1; x2 = x1;m1 = huf->ht[j].ww;x1 = j;}else if(huf->ht[j].ww < m2 && huf->ht[j].parent == -1) {//x1存放次小的下标m2 = huf->ht[j].ww; x2 = j;}}huf->ht[x1].parent = huf->ht[x2].parent = m + i;huf->ht[m + i].ww = m1 + m2;huf->ht[m + i].lch = x1; huf->ht[m + i].rch = x2;//默认右大左小}huf->root = 2 * m - 2;return huf;
}void huffmancodes(HtTreee huf,int n) {char* temp;temp = new char[n];temp[n - 1] = '\0';int start, pos, parent;for (int i = 0; i < n; i++) {start = n - 1;pos = i;parent = huf->ht[i].parent;while (parent != -1) {if (huf->ht[parent].lch == pos) {temp[--start] = '0';}else{temp[--start] = '1';}pos = parent;parent = huf->ht[parent].parent;}strcpy(&huf->ht[i].codes[0], &temp[start]);}delete temp;}void inOrderhuffman(HtTreee huf)
{    int i = huf->root;if (huf->ht[i].lch==-1) {cout << huf->ht[i].ww<<" " << huf->ht[i].codes << endl;return;}huf->root = huf->ht[i].lch;inOrderhuffman(huf);huf->root = huf->ht[i].rch;inOrderhuffman(huf);}
int main() {int m,ww;cin >> m;//输入叶子结点个数HtTreee huf;int w[100];//存放权值for (int i = 0; i < m; i++) {cin >> ww;w[i] = ww;}huf = creathuffman(m,w);huffmancodes(huf, m);inOrderhuffman(huf);
}

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