7-14 构造哈夫曼树和哈夫曼编码的算法

//构造哈夫曼树和哈夫曼编码的算法
#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
typedef struct
{
char data[5];	//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;
typedef struct
{
char cd
;		//存放哈夫曼码
int start;
} HCode;
void CreateHT(HTNode ht[],int n0)	//构造哈夫曼树
{	int i,k,lnode,rnode;
double min1,min2;
for (i=0;i<2*n0-1;i++)			//所有节点的相关域置初值-1
ht[i].parent=ht[i].lchild=ht[i].rchild=-1;   //传进来的ht数组中每个结点只是赋值了data数组，parent\lchild\rchild都没有赋值
//将结点的parent\lchild\rchild初始为-1作为未参与哈夫曼树构造的标志
for (i=n0;i<=2*n0-2;i++)		//构造哈夫曼树的n0-1个节点,即生成原先没有的n0-1个父结点
{	min1=min2=32767;			 //这里min1和min2必须赋初值才能进行比较，由于比的是小，为了不影响实际的比较结果，
//只能尽可能取大的，为保险故赋值为int类型的最大值
lnode=rnode=-1;				//lnode和rnode为最小权重的两个节点位置，2^16-1
for (k=0;k<=i-1;k++)		//在ht[0..i-1]中找权值最小的两个节点
if (ht[k].parent==-1)	//只在尚未构造二叉树的节点中查找
{	if (ht[k].weight<min1)
{	min2=min1;rnode=lnode;
min1=ht[k].weight; lnode=k;
}
else if (ht[k].weight<min2||ht[k].weight==min1)
{	min2=ht[k].weight;rnode=k;  }
}
ht[i].weight=ht[lnode].weight+ht[rnode].weight;
ht[i].lchild=lnode;ht[i].rchild=rnode;	//ht[i]作为双亲节点
ht[lnode].parent=i;ht[rnode].parent=i;
}
}

void CreateHCode(HTNode ht[],HCode hcd[],int n0)	//构造哈夫曼树编码
{	int i,f,c;
HCode hc;
for (i=0;i<n0;i++)				//根据哈夫曼树求哈夫曼编码
{	hc.start=n0;c=i;
f=ht[i].parent;
while (f!=-1) 				//循环直到无双亲节点即到达树根节点
{	if (ht[f].lchild==c)	//当前节点是双亲节点的左孩子
hc.cd[hc.start--]='0';
else					//当前节点是双亲节点的右孩子
hc.cd[hc.start--]='1';
c=f;f=ht[f].parent;	//再对双亲节点进行同样的操作
}
hc.start++;				//start指向哈夫曼编码最开始字符
hcd[i]=hc;
}
}

void DispHCode(HTNode ht[],HCode hcd[],int n0)	//输出哈夫曼树编码
{
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<n0;i++)
{
j=0;
printf("      %s:\t",ht[i].data);
//printf("%s",hcd[i].cd);验证hcd[i].cd[start~n0]才是一个结点对应的哈夫曼树编码，并非从cd[从0开始]

for (k=hcd[i].start;k<=n0;k++)
{
printf("%c",hcd[i].cd[k]);
j++;		//一个结点的哈夫曼编码的长度对应其结点边数，故输出一个字符，增加一条边数
}

m+=ht[i].weight;//在这个问题上权值之和一定为1，即m为1
sum+=ht[i].weight*j;
printf("\n");
}
//printf("\n m=%g sum=%g",m,sum); %g格式不输出小数点后无意义的零
printf("\n  平均长度=%g\n",1.0*sum/m);  //在这个问题上，1.0*sum/m意义不大
}
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++)
{
strcpy(ht[i].data,str[i]);
ht[i].weight=fnum[i];
}
printf("\n");
//83行到92行代码的作用是为创建哈夫曼树提供ht[]数组
CreateHT(ht,n);
CreateHCode(ht,hcd,n);
DispHCode(ht,hcd,n);
printf("\n");
for(i=0;i<n;i++)
//printf(" %s  ",ht[i].data);验证ht[0~n0-1]为叶子结点
return 1;
}