【ShancoLove】带你看数据结构——第十五课：哈夫曼树

#include<stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define MaxNum 10;
typedef struct{char data;int weighf;int left;int right;int parent;}HuffNode;
typedef struct{char cd[10];int start;}HuffCode;
HuffNode hf[10];
HuffCode hcd[10];
int HuffmanCreate(HuffNode *hf);
void Encoding(HuffNode hf[],HuffCode hcd[],int n);
int HuffmanCreate(HuffNode *hf){
int i,k,n,m1,m2,p1,p2;//i->控制循环n->元素个数
printf("请输入元素个数：");
scanf("%d",&n);
for(i=1;i<=n;i++){             /* 输入结点值和信息 */
getchar();                /* 接收回车 */
printf("第%d个元素的=>\n\t结点值：",i);
scanf("%c",&hf[i].data);
printf("\t权  重：");
scanf("%d",&hf[i].weighf);//输入权重
}
for(i=1;i<=2*n-1;i++)hf[i].parent=hf[i].left=hf[i].right=0;/* 对所有数组初始化 */
for(i=n+1;i<=2*n-1;i++){        //对所有输入数据以外的结点赋值
m1=m2=32767;               /* 初始化，令m1、m2为整数最大值 */
p1=p2=1;
for(k=1;k<=i-1;k++){        /* 从数组hf[1]到hf[i-1]中找出 */
if(hf[k].parent==0)        /* parent为0并且权值最小的两个结点 */
if(hf[k].weighf<m1){
m2=m1;             /* m1为最小权值 */
p2=p1;             /* p1为最小权值的位置 */
m1=hf[k].weighf;   /* m1存放最小权值 */
p1=k;
}
else if(hf[k].weighf<m2){
m2=hf[k].weighf;    /* m2为次小权值 */
p2=k;               /* p2为次小权值的位置 */
}
}
hf[p1].parent=i;            /* i分别赋给下标为p1、p2的数组中 */
hf[p2].parent=i;
hf[i].weighf=m1+m2;         /* 新结点的的权值为最小权值和次小权值的和 */
hf[i].left=p1;              /* p1为新结点的左孩子 */
hf[i].right=p2;             /* p2为新结点的右孩子 */
}
printf("哈夫曼树已成功建立！\n");
return n;                       /* 返回结点个数 */
}

void Encoding(HuffNode hf[],HuffCode hcd[],int n)/* 哈夫曼编码 */{
HuffCode d;
int i,k,f,c;
for(i=1;i<=n;i++){              /* 对所有结点循环 */
d.start=n+1;                /* 起始位置 */
c=i;                        /* 从叶结点开始向上 */
f=hf[i].parent;
while(f!=0){                 /* 直到树根为止 */
if(hf[f].left==c)d.cd[--d.start]='0';/* 规定左树为代码0 */
else d.cd[--d.start]='1';/* 规定右树为代码1 */
c=f;                    /* c指孩子的位置 */
f=hf[f].parent;  /* f指双亲的位置 */
}
hcd[i]=d;
}
printf("输出哈夫曼编码：\n");
for(i=1;i<=n;i++){             /* 输出哈夫曼编码 */
printf("%c:",hf[i].data);   /* 先输出结点 */
for(k=hcd[i].start;k<=n;k++)/* 再输出其对应的编码 */
printf("%c",hcd[i].cd[k]);
printf("\n");
}
}

void Decoding(HuffNode ht[],HuffCode hcd[],int n)/* 哈夫曼译码 */
{
int f,m,k;
char c,ch[200];     /* c接收输入电文，ch存储 */
printf("请输入电文(0 or 1)，以#为结束标志：\n");
c=getchar();
k=1;
while(c!='#')           /* 单个字符循环输入，以'#'结束 */
{
ch[k]=c;            /* 将单个字符依次存入ch字符串中 */
c=getchar();
k=k+1;              /* ch数组下标后移 */
}
m=k;                    /* 标记数组存储末尾位置 */
f=2*n-1;
k=1;                    /* k记录电文字符的个数 */
printf("输出哈夫曼译码：\n");
while(k<m)              /* k循环到数组末尾结束 */
{
while(ht[f].left!=0)/* 直到左孩子结点为0结束 */
{
if(ch[k]=='0')  /* 若接收的字符为0，则存为左孩子 */
f=ht[f].left;
if(ch[k]=='1')  /* 若接收的字符为1，则存为右孩子 */
f=ht[f].right;
k++;            /* ch数组下标后移 */
}
printf("%c",ht[f].data);
f=2*n-1;            /* 每次都从根结点开始查找 */
}
printf("\n");
}

int main(int argc,char* argv[])
{
int n,select,flag=0;   /* flag为0时标记第一次选择功能 */
HuffNode ht[2*10]; /* 定义存放哈夫曼树的数组 */
HuffCode hcd[10];  /* 定义存放编码的数组 */
while(1)
{
printf("\t  请选择您所要实现的功能：（请输入1-4数字）\n");
printf("\t1---建立哈夫曼树\n");
printf("\t2---编码\n");
printf("\t3---译码\n");
printf("\t4---退出系统\n");
scanf("%d",&select);
if(select!=1&&select!=4&&flag==0)
{                  /* 提示先建立哈夫曼树或退出 */
printf("请先建立哈夫曼树再选择其他功能！\n");
continue;
}
flag=1;
switch(select)     /* 选择功能 */
{
case 1:n=HuffmanCreate(ht); break;
case 2:Encoding(ht,hcd,n); break;
case 3:Decoding(ht,hcd,n); break;
case 4:exit(0);
}
}
return 0;
}