哈夫曼树的构造

来源：互联网发布：java log4j pom 编辑：程序博客网时间：2024/06/07 05:52

哈夫曼树的内容这里不作解释，请自己搜索。下面给出哈夫曼树构造过程的 Java 实现。

结点类：

/**
 * 二叉树节点
 */
public class Node implements Comparable {
 
    private int value;
 
    private Node leftChild;
 
    private Node rightChild;
 
    public Node(int value) {
        this.value = value;
    }
 
    public int getValue() {
        return value;
    }
 
    public void setValue(int value) {
        this.value = value;
    }
 
    public Node getLeftChild() {
        return leftChild;
    }
 
    public void setLeftChild(Node leftChild) {
        this.leftChild = leftChild;
    }
 
    public Node getRightChild() {
        return rightChild;
    }
 
    public void setRightChild(Node rightChild) {
        this.rightChild = rightChild;
    }
 
    public String toString(int level) {
        String indent = "";
        for (int i = 0; i < level; i++) {
            indent += "  ";
        }
 
        return indent + value + "/n" +
                (leftChild != null ? leftChild.toString(level + 1) : "") +
                (rightChild != null ? rightChild.toString(level + 1) : "");
    }
 
    public int compareTo(Object o) {
        Node that = (Node) o;
        double result = this.value - that.value;
        return result > 0 ? 1 : result == 0 ? 0 : -1;
    }
}

哈夫曼树构造类：

public class HuffmanTreeBuilder {
 
    public static void main(String[] args) {
        List<Node> nodes = Arrays.asList(
                new Node(40),
                new Node(8),
                new Node(10),
                new Node(30),
                new Node(10),
                new Node(2)
        );
 
        Node node = HuffmanTreeBuilder.build(nodes);
        System.out.println(node.toString(0));
    }
 
    /**
     * 构造哈夫曼树
     *
     * @param nodes 结点集合
     *
     * @return 构造出来的树的根结点
     */
    private static Node build(List<Node> nodes) {
        nodes = new ArrayList<Node>(nodes);
        sortList(nodes);
        while (nodes.size() > 1) {
            createAndReplace(nodes);
        }
        return nodes.get(0);
    }
 
    /**
     * 组合两个权值最小结点，并在结点列表中用它们的父结点替换它们
     *
     * @param nodes 结点集合
     */
    private static void createAndReplace(List<Node> nodes) {
        Node left = nodes.get(nodes.size() - 1);
        Node right = nodes.get(nodes.size() - 2);
        Node parent = new Node(left.getValue() + right.getValue());
        parent.setLeftChild(left);
        parent.setRightChild(right);
        nodes.remove(nodes.size() - 1);
        nodes.remove(nodes.size() - 1);
        nodes.add(parent);
        sortList(nodes);
    }
 
    /**
     * 将结点集合由大到小排序
     *
     * @param nodes 结点集合
     */
    private static void sortList(List<Node> nodes) {
        Collections.sort(nodes);
    }
}

说明：
1、HuffmanTreeBuilder 的 25 行新建了一个结点集合，以免对参数进行修改。
2、createAndReplace 方法首先获取末尾两个节点，然后构造它们的父结点，接着在结点集合中将这两个节点删除，把父结点加进去。