第11周项目1-验证算法（4）哈夫曼编码的算法验证

Copyright (c)2016,烟台大学计算机与控制工程学院
All rights reserved.
文件名称：项目1-4.cbp
作    者：王聪
完成日期：2016年11月10日
版 本 号：v1.0

问题描述：实现哈夫曼编码的算法验证的算法验证，并测试数据。

输入描述：无
程序输出：测试数据

代码：

#include <stdio.h>  

#include <string.h>  

  

  

#define N 50        //叶子结点数  

#define M 2*N-1     //树中结点总数  

  

  

//哈夫曼树的节点结构类型  

typedef struct  

{  

    char data;  //结点值  

    double weight;  //权重  

    int parent;     //双亲结点  

    int lchild;     //左孩子结点  

    int rchild;     //右孩子结点  

} HTNode;  

  

  

//每个节点哈夫曼编码的结构类型  

typedef struct  

{  

    char cd
; //存放哈夫曼码  

    int start;  

} HCode;  

  

  

//构造哈夫曼树  

void CreateHT(HTNode ht[],int n)  

{  

    int i,k,lnode,rnode;  

    double min1,min2;  

    for (i=0; i<2*n-1; i++)         //所有结点的相关域置初值-1  

        ht[i].parent=ht[i].lchild=ht[i].rchild=-1;  

    for (i=n; i<2*n-1; i++)         //构造哈夫曼树  

    {  

        min1=min2=32767;            //lnode和rnode为最小权重的两个结点位置  

        lnode=rnode=-1;  

        for (k=0; k<=i-1; k++)  

            if (ht[k].parent==-1)   //只在尚未构造二叉树的结点中查找  

            {  

                if (ht[k].weight<min1)  

                {  

                    min2=min1;  

                    rnode=lnode;  

                    min1=ht[k].weight;  

                    lnode=k;  

                }  

                else if (ht[k].weight<min2)  

                {  

                    min2=ht[k].weight;  

                    rnode=k;  

                }  

            }  

        ht[i].weight=ht[lnode].weight+ht[rnode].weight;  

        ht[i].lchild=lnode;  

        ht[i].rchild=rnode;  

        ht[lnode].parent=i;  

        ht[rnode].parent=i;  

    }  

}  

  

  

//实现哈夫曼编码  

void CreateHCode(HTNode ht[],HCode hcd[],int n)  

{  

    int i,f,c;  

    HCode hc;  

    for (i=0; i<n; i++) //根据哈夫曼树求哈夫曼编码  

    {  

        hc.start=n;  

        c=i;  

        f=ht[i].parent;  

        while (f!=-1)   //循序直到树根结点  

        {  

            if (ht[f].lchild==c)    //处理左孩子结点  

                hc.cd[hc.start--]='0';  

            else                    //处理右孩子结点  

                hc.cd[hc.start--]='1';  

            c=f;  

            f=ht[f].parent;  

        }  

        hc.start++;     //start指向哈夫曼编码最开始字符  

        hcd[i]=hc;  

    }  

}  

  

  

//输出哈夫曼编码  

void DispHCode(HTNode ht[],HCode hcd[],int n)  

{  

    int i,k;  

    double sum=0,m=0;  

    int j;  

    printf("  输出哈夫曼编码:\n"); //输出哈夫曼编码  

    for (i=0; i<n; i++)  

    {  

        j=0;  

        printf("      %c:\t",ht[i].data);  

        for (k=hcd[i].start; k<=n; k++)  

        {  

            printf("%c",hcd[i].cd[k]);  

            j++;  

        }  

        m+=ht[i].weight;  

        sum+=ht[i].weight*j;  

        printf("\n");  

    }  

    printf("\n  平均长度=%g\n",1.0*sum/m);  

}  

  

  

int main()  

{  

    int n=8,i;      //n表示初始字符串的个数  

    char str[]= {'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h'};  

    double fnum[]= {0.07,0.19,0.02,0.06,0.32,0.03,0.21,0.1};  

    HTNode ht[M];  

    HCode hcd
;  

    for (i=0; i<n; i++)  

    {  

        ht[i].data=str[i];  

        ht[i].weight=fnum[i];  

    }  

    printf("\n");  

    CreateHT(ht,n);  

    CreateHCode(ht,hcd,n);  

    DispHCode(ht,hcd,n);  

    printf("\n");  

    return 0;  

}  
 运行结果：