数据结构之构造哈夫曼树及哈夫曼编码

一、实验目的
1、了解哈夫曼树的概念，掌握哈夫曼树的存贮结构和构造方法。
2、掌握哈夫曼树构造的算法，掌握哈夫曼树编码的形成及特点。
二. 实验内容与要求
1．设计哈夫曼树的存贮结构。
2. 自行设计若干个字符信息及权值，根据哈夫曼树的构造方法，建立一棵二叉树。
3. 根据建立的哈夫曼树，对其中字符信息进行哈夫曼编码，并输出其编码。
4. 实现提示：
   首先定义哈夫曼树的存贮结构，再建立一棵哈夫曼树。最后根据哈夫曼树的编码规则，对其编码。

   要求有相应的交互信息。

#include
#include
#define N 50 //叶子节点数
#define M 2*N-1 //树中节点总数
typedef struct
{
char data[5]; //节点值
int weight; //权重
int parent; //双亲节点
int lchild; //左孩子节点
int rchild; //右孩子节点
} HTNode;
typedef struct
{
char cd[N]; //存放哈夫曼码
int start;
} HCode;
void CreateHT(HTNode ht[],int n)
{
int i,k,lnode,rnode;
int min1,min2;
for (i=0;i<2*n-1;i++) //所有节点的相关域置初值-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为最小权重的两个节点位置
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节点中查找
{
if (ht[k].weight{
min2=min1;rnode=lnode;
min1=ht[k].weight;lnode=k;
}
else if (ht[k].weight{
min2=ht[k].weight;rnode=k;
}
}
ht[lnode].parent=i;ht[rnode].parent=i;
ht[i].weight=ht[lnode].weight+ht[rnode].weight;
ht[i].lchild=lnode;ht[i].rchild=rnode;
}
}
void CreateHCode(HTNode ht[],HCode hcd[],int n)
{
int i,f,c;
HCode hc;
for (i=0;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) //循序直到树根节点
{
if (ht[f].lchild==c) //处理左孩子节点
hc.cd[hc.start--]='0';
else //处理右孩子节点
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;
}
}
void DispHCode(HTNode ht[],HCode hcd[],int n)
{
int i,k;
int sum=0,m=0,j;
printf("输出哈夫曼编码及平均长度:\n");
printf("输出哈夫曼编码:");
printf("\n");
for (i=0;i{
j=0;
printf("      %s:\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("平均长度=%g\n",1.0*sum/m);
}
void main()
{
int n=15,i,j;
char *str[]={"The","of","a","to","and","in","that","he","is","at","on","for","His","are","be"};
int fnum[]={1192,677,541,518,462,450,242,195,190,181,174,157,138,124,123};
HTNode ht[M];
HCode hcd[N];
     {
      printf("\n\n********************************************************");
      printf("\n\n********************************************************");
      printf("\n***                 哈弗曼树的操作                   ***\n\n");
      printf("***      请选择：                                    ***\n\n");
      printf("***                 1:哈夫曼树的字符信息             ***\n\n");
      printf("***            2:哈夫曼树对应权值               ***\n\n");
      printf("***                 3:哈夫曼编码及平均长度:          ***\n\n");
      printf("***                 0:退出                           ***");
      printf("\n\n********************************************************");
      printf("\n\n********************************************************");
}


 while(1)
 {
printf("\n选择进行的操作");
  do
  {
 scanf("%d",&j);
 if(j<0||j>3)
 printf("输入错误，请重新输入\n");
  }while(j<0||j>3);
   switch(j)
  { case 1: printf("哈夫曼树的字符信息：The,of,a,to,and,in,that,he,is,at,on,for,His,are,be");
printf("\n");
break;
    case 2: 
            printf("哈夫曼树对应的权值:1192,677,541,518,462,450,242,195,190,181,174,157,138,124,123");
printf("\n");
   break;
    case 3: for (i=0;i{
            strcpy(ht[i].data,str[i]);
           ht[i].weight=fnum[i];
}
              CreateHT(ht,n);
        CreateHCode(ht,hcd,n);
       DispHCode(ht,hcd,n);
   printf("\n");
   break;
case 0: break;
default:
printf("输入错误，请重新输入：");
       
break;
}
}


}