第10周项目4- 哈夫曼编码的算法验证

/*  * Copyright(c) 2017,烟台大学计算机学院  * All rights reserved.  * 文件名称:cpp1.  * 作    者:宋昊  * 完成日期:2017 年 11 月 13 日  * 版 本 号:v1.0  *  * 问题描述: 实现二叉树的哈夫曼编码的算法。  * 输入描述:无需输入  * 程序输出:实现各种算法的函数的测试结果  */   

#include <stdio.h>  #include <string.h>    #define N 50        //叶子结点数  #define M 2*N-1     //树中结点总数    //哈夫曼树的节点结构类型  typedef struct  {      char data;  //结点值      double weight;  //权重      int parent;     //双亲结点      int lchild;     //左孩子结点      int rchild;     //右孩子结点  } 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;  }  

运行结果：