第十周项目一(4)哈夫曼编码的算法验证

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文件名称：第十一周项目1 - 哈夫曼编码算法验证.cpp
作    者：孙仁圆
完成日期：2017年12月29日
版 本 号：v1.0 问题描述:  运行并重复测试教学内容中涉及的算法。改变测试数据进行重复测试的意义在于， 可以从更多角度体会算法，以达到逐渐掌握算法的程度。 使用你的测试数据，并展示测试结果，观察运行结果，以此来领会算法。
输入描述： 若干测试数据。
程序输出： 对应数据的输出。
*/  #include <stdio.h>
#include <string.h>
#define N 50     //叶子节点数
#define M 2*N-1  //树中节点总数  //哈夫曼树的节点结构类型  typedef struct
{  char data;    //节点值  double weight;  //权重  int parent;    //双亲结点  int lchild;    //左孩子结点   int rchild;    //右孩子节点
}HTNode;  //每个节点哈夫曼编码的结构类型  typedef struct
{  char cd[N];    //存放哈夫曼码  int start;
} HCode;  //构造哈夫曼树
void CreateHT(HTNode ht[],int n)
{  int i,k,lnode,rnode;  double min1,min2;  for (i=0; i<2*n-1; i++)         //所有结点的相关域置初值-1  ht[i].parent=ht[i].lchild=ht[i].rchild=-1;  for (i=n; i<2*n-1; i++)         //构造哈夫曼树  {  min1=min2=32767;            //lnode和rnode为最小权重的两个结点位置  lnode=rnode=-1;  for (k=0; k<=i-1; k++)  if (ht[k].parent==-1)   //只在尚未构造二叉树的结点中查找  {  if (ht[k].weight<min1)  {  min2=min1;  rnode=lnode;  min1=ht[k].weight;  lnode=k;  }  else if (ht[k].weight<min2)  {  min2=ht[k].weight;  rnode=k;  }  }  ht[i].weight=ht[lnode].weight+ht[rnode].weight;  ht[i].lchild=lnode;  ht[i].rchild=rnode;  ht[lnode].parent=i;  ht[rnode].parent=i;  }
}  //实现哈夫曼编码
void CreateHCode(HTNode ht[],HCode hcd[],int n)
{  int i,f,c;  HCode hc;  for (i=0; i<n; i++) //根据哈夫曼树求哈夫曼编码  {  hc.start=n;  c=i;  f=ht[i].parent;  while (f!=-1)   //循序直到树根结点  {  if (ht[f].lchild==c)    //处理左孩子结点  hc.cd[hc.start--]='0';  else                    //处理右孩子结点  hc.cd[hc.start--]='1';  c=f;  f=ht[f].parent;  }  hc.start++;     //start指向哈夫曼编码最开始字符  hcd[i]=hc;  }
}  //输出哈夫曼编码
void DispHCode(HTNode ht[],HCode hcd[],int n)
{  int i,k;  double sum=0,m=0;  int j;  printf("  输出哈夫曼编码:\n"); //输出哈夫曼编码  for (i=0; i<n; i++)  {  j=0;  printf("      %c:\t",ht[i].data);  for (k=hcd[i].start; k<=n; k++)  {  printf("%c",hcd[i].cd[k]);  j++;  }  m+=ht[i].weight;  sum+=ht[i].weight*j;  printf("\n");  }  printf("\n  平均长度=%g\n",1.0*sum/m);
}  int main()
{  int n=8,i;      //n表示初始字符串的个数  char str[]= {'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h'};  double fnum[]= {0.07,0.19,0.02,0.06,0.32,0.03,0.21,0.1};  HTNode ht[M];  HCode hcd[N];  for (i=0; i<n; i++)  {  ht[i].data=str[i];  ht[i].weight=fnum[i];  }  printf("\n");  CreateHT(ht,n);  CreateHCode(ht,hcd,n);  DispHCode(ht,hcd,n);  printf("\n");  return 0;
}

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