九、堆和优先队列---(5)优先队列解决哈夫曼编码

来源:互联网 发布:linux dd 克隆系统 编辑:程序博客网 时间:2024/05/17 08:30

/*摘自计蒜客:http://www.jisuanke.com/course/35/6525

*优先队列解决哈夫曼编码

*当哈夫曼树上结点总个数大于 1 时,哈夫曼树的 WPL,等于树上除根结点之外的所有结点的权值之和。如果结点总个数为 1,则哈夫曼树的 WPL 即为根结点权值。
*每次从优先队列里取出两个权值最小的元素,累加元素权值后,将两个元素权值的和插入到优先队列里。重复上述操作,直到优先队列里剩下一个元素为止。如果n为1,则需要特殊处理。
*维护一个小根堆
*/
#include<iostream>
using namespace std;
class Heap {
private:
    int *data, size;
public:
    Heap(int length_input) {
        data = new int[length_input];
        size = 0;
    }
    ~Heap() {
        delete[] data;
    }
    void push(int value) {
        data[size] = value;
        int current = size;
        int father = (current - 1) / 2;
        while (data[current] < data[father]) {
            swap(data[current], data[father]);
            current = father;
            father = (current - 1) / 2;
        }
        size++;
    }
    int top() {
         return data[0];
    }
    void update(int pos, int n) {
        int lchild = 2 * pos + 1, rchild = 2 * pos + 2;
        int max_value = pos;
        if (lchild < n && data[lchild] < data[max_value]) {
            max_value = lchild;
        }
        if (rchild < n && data[rchild] < data[max_value]) {
            max_value = rchild;
        }
        if (max_value != pos) {
            swap(data[pos], data[max_value]);
            update(max_value, n);
        }
    }
    void pop() {
        swap(data[0], data[size - 1]);
        size--;
        update(0, size);
    }
    int heap_size() {
        return size;
    }
    
};
int main() {
    //n:一共有n个数,value代表权值,这里代表每个字符出现次数,ans记录最后的结果。
    int n,value, ans=0;
    cin >> n;
    Heap heap(n);
    for (int i=1; i<=n; ++i) {
        cin >> value;
        heap.push(value);
    }
    
    if (n==1)  {
        ans += heap.top();        
    }
    
    while(heap.heap_size() > 1) {
        int a = heap.top();
        heap.pop();
        int b = heap.top();
        heap.pop(); 
        ans = ans + a + b;
        heap.push(a + b);
    }
    cout << ans << endl;
    return 0;
}
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