第十周项目4哈夫曼编码的算法验证

1. /*  
2. * Copyright(c) 2017,烟台大学计算机学院  
3. * All rights reserved.  
4. * 文件名称:cpp1.  
5. * 作    者:刘思源
6. * 完成日期:2017 年 11 月 8 日  
7. * 版 本 号:v1.0  
8. *  
9. * 问题描述: 实现二叉树的哈夫曼编码的算法。  
10. * 输入描述:无需输入  
11. * 程序输出:实现各种算法的函数的测试结果  
12. */    

[cpp] view plain copy

1. #include <stdio.h>  
2. #include <string.h>  
3.   
4. #define N 50        //叶子结点数  
5. #define M 2*N-1     //树中结点总数  
6.   
7. //哈夫曼树的节点结构类型  
8. typedef struct  
9. {  
10.     char data;  //结点值  
11.     double weight;  //权重  
12.     int parent;     //双亲结点  
13.     int lchild;     //左孩子结点  
14.     int rchild;     //右孩子结点  
15. } HTNode;  
16.   
17. //每个节点哈夫曼编码的结构类型  
18. typedef struct  
19. {  
20.     char cd[N]; //存放哈夫曼码  
21.     int start;  
22. } HCode;  
23.   
24. //构造哈夫曼树  
25. void CreateHT(HTNode ht[],int n)  
26. {  
27.     int i,k,lnode,rnode;  
28.     double min1,min2;  
29.     for (i=0; i<2*n-1; i++)         //所有结点的相关域置初值-1  
30.         ht[i].parent=ht[i].lchild=ht[i].rchild=-1;  
31.     for (i=n; i<2*n-1; i++)         //构造哈夫曼树  
32.     {  
33.         min1=min2=32767;            //lnode和rnode为最小权重的两个结点位置  
34.         lnode=rnode=-1;  
35.         for (k=0; k<=i-1; k++)  
36.             if (ht[k].parent==-1)   //只在尚未构造二叉树的结点中查找  
37.             {  
38.                 if (ht[k].weight<min1)  
39.                 {  
40.                     min2=min1;  
41.                     rnode=lnode;  
42.                     min1=ht[k].weight;  
43.                     lnode=k;  
44.                 }  
45.                 else if (ht[k].weight<min2)  
46.                 {  
47.                     min2=ht[k].weight;  
48.                     rnode=k;  
49.                 }  
50.             }  
51.         ht[i].weight=ht[lnode].weight+ht[rnode].weight;  
52.         ht[i].lchild=lnode;  
53.         ht[i].rchild=rnode;  
54.         ht[lnode].parent=i;  
55.         ht[rnode].parent=i;  
56.     }  
57. }  
58.   
59. //实现哈夫曼编码  
60. void CreateHCode(HTNode ht[],HCode hcd[],int n)  
61. {  
62.     int i,f,c;  
63.     HCode hc;  
64.     for (i=0; i<n; i++) //根据哈夫曼树求哈夫曼编码  
65.     {  
66.         hc.start=n;  
67.         c=i;  
68.         f=ht[i].parent;  
69.         while (f!=-1)   //循序直到树根结点  
70.         {  
71.             if (ht[f].lchild==c)    //处理左孩子结点  
72.                 hc.cd[hc.start--]='0';  
73.             else                    //处理右孩子结点  
74.                 hc.cd[hc.start--]='1';  
75.             c=f;  
76.             f=ht[f].parent;  
77.         }  
78.         hc.start++;     //start指向哈夫曼编码最开始字符  
79.         hcd[i]=hc;  
80.     }  
81. }  
82.   
83. //输出哈夫曼编码  
84. void DispHCode(HTNode ht[],HCode hcd[],int n)  
85. {  
86.     int i,k;  
87.     double sum=0,m=0;  
88.     int j;  
89.     printf("  输出哈夫曼编码:\n"); //输出哈夫曼编码  
90.     for (i=0; i<n; i++)  
91.     {  
92.         j=0;  
93.         printf("      %c:\t",ht[i].data);  
94.         for (k=hcd[i].start; k<=n; k++)  
95.         {  
96.             printf("%c",hcd[i].cd[k]);  
97.             j++;  
98.         }  
99.         m+=ht[i].weight;  
100.         sum+=ht[i].weight*j;  
101.         printf("\n");  
102.     }  
103.     printf("\n  平均长度=%g\n",1.0*sum/m);  
104. }  
105.   
106. int main()  
107. {  
108.     int n=8,i;      //n表示初始字符串的个数  
109.     char str[]= {'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h'};  
110.     double fnum[]= {0.07,0.19,0.02,0.06,0.32,0.03,0.21,0.1};  
111.     HTNode ht[M];  
112.     HCode hcd[N];  
113.     for (i=0; i<n; i++)  
114.     {  
115.         ht[i].data=str[i];  
116.         ht[i].weight=fnum[i];  
117.     }  
118.     printf("\n");  
119.     CreateHT(ht,n);  
120.     CreateHCode(ht,hcd,n);  
121.     DispHCode(ht,hcd,n);  
122.     printf("\n");  
123.     return 0;  
124. }  

运行结果：