设计哈夫曼编码
实践目的:掌握哈夫曼树的建立和存储实现。
技能要求:熟练掌握哈夫曼树的建立、存储实现和哈夫曼编码的实现,加深对哈夫曼编码的理解和运用。
实践内容:假设用于通信的电文仅由A,B,C,D,E,F,G,H8个字母组成,字母在电文出现的频率分别为7,19,2,6,32,3,21, 10。试为这8个字母设计哈夫曼编码,并打印输出
[解决办法]
#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>typedef struct{ unsigned int weight; unsigned int parent,lchild,rchild;}HTNode,*HuffmanTree; typedef char **HuffmanCode;void Select(HuffmanTree &HT, int n, int &s1, int &s2){ //在HT[1..n]中选择parent为0且weight最小的两个结点,// 其序号分别为s1和s2。 int i; s1=-1;s2=-1; for(i=1; i<=n; i++) if(HT[i].parent == 0) { if(s1 == 0) s1 = i; else if(HT[i].weight < HT[s1].weight) { s2 = s1; s1 = i; } else if(s2 == -1 || HT[i].weight < HT[s2].weight) s2 = i; }}void HuffmanCoding(HuffmanTree &HT,HuffmanCode &HC,int *w,int n){ // 并求出n个字符的哈夫曼编码HC int i, m, s1, s2, start; char *cd; unsigned int c, f; if (n<=1) return; m = 2 * n - 1; HT = (HuffmanTree)malloc((m+1) * sizeof(HTNode)); // 0号单元未用 for (i=1; i<=n; i++) { //初始化 HT[i].weight=w[i-1]; HT[i].parent=0; HT[i].lchild=0; HT[i].rchild=0; } for (i=n+1; i<=m; i++) { //初始化 HT[i].weight=0; HT[i].parent=0; HT[i].lchild=0; HT[i].rchild=0; } for (i=n+1; i<=m; i++) { // 建哈夫曼树 // 在HT[1..i-1]中选择parent为0且weight最小的两个结点, // 其序号分别为s1和s2。 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; } //--- 从叶子到根逆向求每个字符的哈夫曼编码 --- cd = (char *)malloc(n*sizeof(char)); // 分配求编码的工作空间 cd[n-1] = '\0'; // 编码结束符。 for (i=1; i<=n; ++i) { // 逐个字符求哈夫曼编码 start = n-1; // 编码结束符位置 for (c=i, f=HT[i].parent; f!=0; c=f, f=HT[f].parent) // 从叶子到根逆向求编码 if (HT[f].lchild==c) cd[--start] = '0'; else cd[--start] = '1'; HC[i] = (char *)malloc((n-start)*sizeof(char)); // 为第i个字符编码分配空间 strcpy(HC[i], &cd[start]); // 从cd复制编码(串)到HC } free(cd); //释放工作空间} //HuffmanCodingint main(){ int i,n; int *w; HuffmanTree HT; HuffmanCode HC;// printf("Node Number:"); scanf("%d",&n); //权值个数 w=(int *)malloc(n*sizeof(int)); // printf("Input weights:"); for ( i=0;i<n;i++) //录入权值 scanf("%d",&w[i]); HC=(char **)malloc((n+1)*sizeof(char*)); //0空间未用 HT=(HuffmanTree)malloc((2*n+1+1)*sizeof(HTNode));//0空间未用 HuffmanCoding(HT, HC, w, n); // printf("\n"); for (i = 1; i<n+1; i++){ printf("%s\n", HC[i]); //输出哈夫曼编码 free(HC[i]); //释放空间 } free(HC); free(HT); return 0;}//main