最小堆和建树分别求哈弗曼编码
2017-04-27 17:17
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//最小堆求哈弗曼编码 #include<stdio.h> #include<iostream> #include<queue> #include<string> using namespace std; #define MAX 100 struct Node{ int weight; //权重 char c; //字符 string code; //解码结果 Node *parent,*left,*right; //初始化 Node(){ parent = left = right = NULL; code=""; } }; //定义指针比较函数 struct PCmp { bool operator () (Node const *x, Node const *y) { return x->weight > y->weight; } }; priority_queue<Node *,vector<Node *>,PCmp>Q; //最小堆 //构造HuffmanTree void CreatHuffmanTree(Node *a[],int n){ for(int i=0;i<n;i++){ Q.push(a[i]); } Node *parent; Node *s1,*s2; while(Q.empty()==false){ s1 = Q.top(); Q.pop(); if(Q.empty()==true) break; //最后队列中只有一个元素,也就是已经生成HuffmanTree s2 = Q.top(); Q.pop(); parent=new Node(); parent->c =' '; parent->weight = s1->weight+s2->weight; //设置权重 //设定子节点 parent->right = s2; parent->left = s1; //设定父节点 s1->parent = parent; s2->parent = parent; Q.push(parent); } } //Huffman解码 void HuffmanCode(Node *a[],int n){ for(int i=0;i<n;i++){ Node *cur = a[i]; Node *parent = a[i]->parent; string code=""; while(parent!=NULL){ //到达根节点的时候解码结束 if(parent->left==cur) code = "0"+code; else code = "1"+code; //结点向上一层 cur = parent; parent = parent->parent; } a[i]->code = code;//赋值编码 } } int main(){ Node *initNode[MAX] ;//存储叶子节点信息 //freopen("HuffmanTreeData.txt","r",stdin); int n; scanf("%d",&n); //输入 信息 for(int i=0;i<n;i++){ Node *newNode = new Node(); int weight ; char c; scanf(" %c%d",&c,&weight); newNode->c = c; newNode->weight = weight; initNode[i] = newNode; } CreatHuffmanTree(initNode,n); HuffmanCode(initNode,n); //输出信息 for(int i=0;i<n;i++){ cout<<initNode[i]->c<<" "<<initNode[i]->code<<endl; } return 0; } //测试数据 6 a 45 b 13 c 12 d 16 e 9 f 5 //结果 a 0 b 101 c 100 d 111 e 1101 f 1100 //*下面是建树求哈弗曼编码*// #include<iostream> #include<cstdio> #include<cstring> using namespace std; #define N 10 // 带编码字符的个数,即树中叶结点的最大个数 #define M (2*N-1) // 树中总的结点数目 class HTNode{ // 树中结点的结构 public: unsigned int weight; unsigned int parent,lchild,rchild; }; class HTCode{ public: char data; // 待编码的字符 int weight; // 字符的权值 char code ; // 字符的编码 }; void Init(HTCode hc[], int *n){ // 初始化,读入待编码字符的个数n,从键盘输入n个字符和n个权值 int i; printf("input n = "); scanf("%d",&(*n)); printf("\ninput %d character\n",*n); fflush(stdin); for(i=1; i<=*n; ++i) scanf("%c",&hc[i].data); printf("\ninput %d weight\n",*n); for(i=1; i<=*n; ++i) scanf("%d",&(hc[i].weight) ); fflush(stdin); }// void Select(HTNode ht[], int k, int *s1, int *s2){ // ht[1...k]中选择parent为0,并且weight最小的两个结点,其序号由指针变量s1,s2指示 int i; for(i=1; i<=k && ht[i].parent != 0; ++i){ ; ; } *s1 = i; for(i=1; i<=k; ++i){ if(ht[i].parent==0 && ht[i].weight<ht[*s1].weight) *s1 = i; } for(i=1; i<=k; ++i){ if(ht[i].parent==0 && i!=*s1) break; } *s2 = i; for(i=1; i<=k; ++i){ if(ht[i].parent==0 && i!=*s1 && ht[i].weight<ht[*s2].weight) *s2 = i; } } void HuffmanCoding(HTNode ht[],HTCode hc[],int n){ // 构造Huffman树ht,并求出n个字符的编码 char cd ; int i,j,m,c,f,s1,s2,start; m = 2*n-1; for(i=1; i<=m; ++i){ if(i <= n) ht[i].weight = hc[i].weight; else ht[i].parent = 0; ht[i].parent = ht[i].lchild = ht[i].rchild = 0; } for(i=n+1; i<=m; ++i){ Select(ht, i-1, &s1, &s2); ht[s1].parent = i; ht[s2].parent = i; ht[i].lchild = s1; ht[i].rchild = s2; ht[i].weight = ht[s1].weight+ht[s2].weight; } cd[n-1] = '\0'; for(i=1; i<=n; ++i){ start = n-1; for(c=i,f=ht[i].parent; f; c=f,f=ht[f].parent){ if(ht[f].lchild == c) cd[--start] = '0'; else cd[--start] = '1'; } strcpy(hc[i].code, &cd[start]); } } int main() { int i,m,n,w[N+1]; HTNode ht[M+1]; HTCode hc[N+1]; Init(hc, &n); // 初始化 HuffmanCoding(ht,hc,n); // 构造Huffman树,并形成字符的编码 for(i=1; i<=n; ++i) printf("\n%c---%s",hc[i].data,hc[i].code); printf("\n"); return 0; } //测试数据 6 abcdef 45 13 12 16 9 5 //结果 a---0 b---101 c---100 d---111 e---1101 f ---1100
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