数据结构课程设计--哈夫曼树编

#include <string.h>

#include <malloc.h>

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <conio.h>

#define MAXV 100

//#define MAXVALUE 10000

typedef struct

{

char data; //结点的值

int weight; //权值

int parent,lchild,rchild; //父节点，左孩子结点，右孩子结点

}HTNode,* HuffmanTree; //动态分配数组存哈夫曼树

typedef char **HuffmanCode;

void init(HuffmanTree &HT,int n)

{ //初始化建立哈弗曼树

int i;

char num=0;

HT=(HuffmanTree)malloc((2*n)*sizeof(HTNode));//0号单元未用··从1开始

for(i=1;i<2*n;i++)

{

HT[i].data=num;

HT[i].parent=0;

HT[i].weight=0;

HT[i].lchild=0;

HT[i].rchild=0;

}

for(i=1;i<n+1;i++)

{

getchar();

printf("输入第%d个结点的值:",i);

scanf("%c",&HT[i].data);

printf("对应权值:");

scanf("%d",&HT[i].weight);

}

printf("初始建立成功！");

printf("\n");

printf("\n***********初始情况如下***********\n");

printf("字符值 权值 双亲 左孩子 右孩子\n");

for(i=1;i<=2*n-1;i++)

{

printf("%3c %d %3d %5d %5d\n",HT[i].data,HT[i].weight,HT[i].parent,HT[i].lchild,HT[i].rchild);

}

printf("*********************************\n");

}

void Select(HuffmanTree &HT,int m,int *s1,int *s2)//找到频率最低的两个结点

{

int i,min1,min2;

HT[min1].weight=MAXV;

HT[min2].weight=MAXV;

for(i=1;i<=m;i++)

{

if(HT[i].parent==0)

{

if(HT[i].weight<HT[min1].weight)

min1=i;

}

}

*s1=min1;

for(i=1;i<=m;i++)

{

if(HT[i].parent==0&&i!=(*s1))

{

if(HT[i].weight<HT[min2].weight)

min2=i;

}

}

*s2=min2;

}

//构造哈弗曼树 借用书上代码[数据结构C语言版（严蔚敏 吴伟民)]

void HuffmanCoding(HuffmanTree &HT,HuffmanCode &HC,int n)

{

int i,s1,s2;

int c,f;

int start;

char *cd;

printf("\n***************哈弗曼树****************\n");

for(i=n+1;i<=2*n-1;++i) // 建赫夫曼树

{

Select(HT,i-1,&s1,&s2);

HT[s1].parent=HT[s2].parent=i;

HT[i].lchild=s1;

HT[i].rchild=s2;

HT[i].weight=HT[s1].weight+HT[s2].weight;

}

printf("字符值 权值 双亲 左孩子 右孩子\n");

for(i=1;i<=2*n-1;i++)

{

printf("%3c %2d %3d %5d %5d\n",HT[i].data,HT[i].weight,HT[i].parent,HT[i].lchild,HT[i].rchild);

}

printf("*******************************************\n");

printf("\n");

printf("%d个字符的哈弗曼编码如下:\n",n);

HC=(HuffmanCode)malloc((n+1)*sizeof(char*));

cd=(char*)malloc(n*sizeof(char));

cd[n-1]='\0';

for(i=1;i<=n;i++)

{

start=n-1;

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));

strcpy(HC[i],&cd[start]); //strcpy是字符串复制函数

}

free(cd);

for(i=1;i<=n;i++)

printf("'%c'编码:%s\n",HT[i].data,HC[i]);

}

//哈弗曼树编码 从已经构造的树中取出编码···

void translateHuffmancode(HuffmanTree &HT,HuffmanCode &HC,int n)

{

char str[MAXV],result[MAXV]="\0";

char temp;

int i,j;

getchar();

printf("\n请输入要编码的字符:");

gets(str);

for(i=0;str[i]!='\0';i++)

{

temp=str[i];

for(j=1;j<=n;j++)

if(str[i]==HT[j].data)

strcat(result,HC[j]); //strcat是字符串连接函数

}

printf("所求哈夫曼编码为:");

puts(result);

}

//菜单函数

char menu()

{

char n;

// system("CLS"); /*清屏函数 其头文件为“#include<stdlib.h>”*/

system("color 0A"); /*屏幕和字体颜色控制*/

printf("欢迎进入系统:\n");

printf("\t\t\t 哈夫曼编码 \n");

printf("\t******************************菜单*****************************\n");

printf("\t***************************************************************\n");

printf("\t|*********** ***********|\n");

printf("\t|******* ******|\n");

printf("\t|**** 1.构造哈弗曼树 2.哈弗曼编码 ****|\n");

printf("\t|**** ****|\n");

printf("\t|**** 3.退出系统 ****|\n");

printf("\t|**** ****|\n");

printf("\t|******* 注:（必须先构建哈弗曼树）******|\n");

printf("\t***************************************************************\n");

printf("\t***************************************************************\n");

printf("选择1-3:[ ]\b\b");

while(1)

{

n=getchar();

if(n<'1'||n>'3')printf("输入错误，请重新输入1-3:[ ]\b\b");

else

break;

}return n;

}

//从键盘输入结点个数

int dedao()

{ int n;

printf("初始建立输入结点个数（必须输入数字）:");

scanf("%d",&n);

return n;

}

void main()

{ system("color 0A"); //屏幕和字体颜色控制

int n;

HuffmanTree HT; //代表赫夫曼树

HuffmanCode HC; //代表赫夫曼编码

while(1)

switch(menu())

{ case '1':n=dedao();

init(HT,n); HuffmanCoding(HT,HC,n); break;

case '2': translateHuffmancode(HT,HC,n); break;

case '3':printf("谢谢使用，再见！！！\n\n");exit(0);break;

}

}