数据结构_树_赫夫曼树及赫夫曼编码_C++实现

传说中的最优二叉树——赫夫曼(Huffman)树

本例采用如下存储结构：



实例：



下面这个是严蔚敏《数据结构》C语言版上的赫夫曼编码存储结构
我换了一种方式，开了一个栈然后反复用，具体见代码：



"head.h"

#include<iostream>
#include<stack>
using namespace std;

class NODE
{
public:
NODE();
int weight,parent,lchild,rchild;
};

NODE::NODE()
{
weight=parent=lchild=rchild=0;
}

class HUFFMAN
{
public:
HUFFMAN();
void GetHuffmanCode();//获得赫夫曼编码主调函数
private:
void GetHuffmanNode();//获得节点
void HuffmanCoding();//编码
void PrintHuffmanCode();//输出编码
void Select(int &,int &);//从森林中选择两颗权值较小的树
int len,cur;//len表示表长度cur表示当前指示的节点
NODE * HT;//HT指向表头结点
};

HUFFMAN::HUFFMAN()
{
len=cur=0;
HT=NULL;
}

void HUFFMAN::GetHuffmanCode()//获得赫夫曼编码主调函数
{
GetHuffmanNode();
HuffmanCoding();
PrintHuffmanCode();
}

void HUFFMAN::GetHuffmanNode()//获得节点
{
cout<<"GetHuffmanNode Called !"<<endl<<endl;
cout<<"Please Enter The Weight Of Each Node ."<<endl<<endl;
NODE node[100];
int i=0,t;
while(cin>>t)
{
node[i++].weight=t;
}
cin.clear();
len=i;
HT=new NODE[2*i];
for(i=1;i<=len;i++)
*(HT+i)=node[i-1];
cur=len+1;
}

void HUFFMAN::HuffmanCoding()//编码
{
cout<<"HuffmanCoding Called !"<<endl<<endl;
while(cur<2*len)//建树过程
{
int a,b;
Select(a,b);//选择两颗权值较小的子树
(HT+cur)->weight=(HT+a)->weight+(HT+b)->weight;//连接成新树并更该其权值
(HT+cur)->lchild=a;
(HT+cur)->rchild=b;
cur++;
}
}

void HUFFMAN::PrintHuffmanCode()//输出编码
{
cout<<"PrintHuffmanCode Called !"<<endl<<endl;
cout<<"The Huffman Code Is :"<<endl<<endl;
stack<int> s;//定义一个栈存放编码
for(int i=1;i<=len;i++)//从叶子节点向上查找到根节点
{
cout<<(HT+i)->weight<<" : ";
int j=i;
do
{
if((HT+(HT+j)->parent)->lchild==j)//左子树表示为0
s.push(0);
else//右子树表示为1
s.push(1);
j=(HT+j)->parent;//j指向其父节点
}while((HT+j)->parent!=0);//未查找到根节点时进行查找
while(!s.empty())//输出编码
{
cout<<s.top()<<" ";
s.pop();
}
cout<<endl;
}
}

void HUFFMAN::Select(int &a,int &b)//从森林中选择两颗权值较小的树
{
int min;
bool first=true;
for(int i=1;i<cur;i++)//从表中获得min的值并得到a其中有个小技巧不知道您看懂了木有？
{
if((HT+i)->parent==0&&(first==true||(HT+i)->weight<min))
{
a=i;
min=(HT+i)->weight;
if(first==true)
first=false;
}
}
first=true;
(HT+a)->parent=cur;//更改a的父节点
for(int i=1;i<cur;i++)//从表中获得min的值并得到b
{
if((HT+i)->parent==0&&(first==true||(HT+i)->weight<min))
{
b=i;
min=(HT+i)->weight;
if(first==true)
first=false;
}
}
(HT+b)->parent=cur;//更改b的父节点
if(a>b)//如有必要调整a、b次序
{
int t=a;
a=b;
b=t;
}
}

"main.cpp"

#include<iostream>
#include"head.h"
using namespace std;

int main()
{
HUFFMAN ht;
ht.GetHuffmanCode();
system("pause");
}