SCAU------8609 哈夫曼树

时间限制:1000MS 代码长度限制:10KB

题型: 编程题 语言: G++;GCC
Description 利用静态链表建立赫夫曼树,建树过程中要求左子树权值小于右子树权值,求各结点的编码。要求:叶子结点的个数n及结点值由键盘录入。本题给出程序代码,要求修改以满足测试要求.
#include “stdio.h”
#include “malloc.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==-1) s1=i;
else
if (s2==-1 )
if (HT[i].weight0),构造哈夫曼树HT,
// 并求出n个字符的哈夫曼编码HC
int i, j, 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;
}
printf("\n哈夫曼树的构造过程如下所示:\n");
printf(“HT初态:\n 结点 weight parent lchild rchild”);
for (i=1; i<=m; i++)
printf("\n%4d%8d%8d%8d%8d",i,HT[i].weight,
HT[i].parent,HT[i].lchild, HT[i].rchild);
printf(" 按任意键,继续 …");
getch();
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;
printf("\nselect: s1=%d s2=%d\n", s1, s2);
printf(" 结点 weight parent lchild rchild");
for (j=1; j<=i; j++)
printf("\n%4d%8d%8d%8d%8d",j,HT[j].weight,HT[j].parent,HT[j].lchild, HT[j].rchild);
printf(" 按任意键,继续 …");
getch();
}
//— 从叶子到根逆向求每个字符的哈夫曼编码 —
cd = (char )malloc(nsizeof(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
} //HuffmanCoding

void main()
{
int i,n;
int *w;
HuffmanTree HT;
HuffmanCode HC;
printf(“Node Number:”);
scanf("%d",&n); //权值个数
w=(int )malloc(nsizeof(int));
printf(“Input weights:”);
for ( i=0;i 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 puts(HC[i]); //输出哈夫曼编码
free(HC[i]); //释放空间
}
free(HC);
free(HT);
}//main

输入格式
第一行:权值个数
第二行:输入n个权值,用空格分隔

输出格式
输出n行
每行表示各权值对应的哈夫曼编码

输入样例
8
5 29 7 8 14 23 3 11

输出样例
0001
10
1110
1111
110
01
0000
001

解题思路:
构造哈夫曼树------哈夫曼编码

代码如下:(新教材标程)

#include 
#include 
using namespace std;
typedef struct //静态链表 
{
     
	int weight;
	int parent,lchild,rchild;
}HTNode,*HuffmanTree;

typedef char **HuffmanCode;
void Selete(HuffmanTree HT,int len,int &s1,int &s2);

void CreateHuffmanTree(HuffmanTree &HT,int n)
{
     //构造哈夫曼树 
	int i,s1,s2;
	if(n<=1) return;
	int m=2*n-1;
	HT=new HTNode[m+1];
	for(i=1;i<=m;i++)
	{
     
		HT[i].parent=0;
		HT[i].lchild=0;
		HT[i].rchild=0;
	}
	for(i=1;i<=n;i++)
	{
     
		cin>>HT[i].weight;
	}
	for(i=n+1;i<=m;i++)
	{
     
		Selete(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;
	}
}

void Selete(HuffmanTree HT,int len,int &s1,int &s2)
{
     
	int i,min1=0x3f3f3f3f,min2=0x3f3f3f3f;//赋予最大值 
	for(i=1;i<=len;i++)
	{
     
		if(HT[i].weight<min1&&HT[i].parent==0)
		{
     
			min1=HT[i].weight;
			s1=i;
		}
	}
	int temp=HT[s1].weight;//将原值存放起来,然后赋予最大值,防止s1被重复选择 
	HT[s1].weight=0x3f3f3f3f;
	for(i=1;i<=len;i++)
	{
     
		if(HT[i].weight<min2&&HT[i].parent==0)
		{
     
			min2=HT[i].weight;
			s2=i;
		}
	}
	HT[s1].weight=temp;
}

void CreateHuffmanCode(HuffmanTree HT,HuffmanCode &HC,int n)
{
     
	int i,start,c,f; 
	char *cd;
	HC=new char *[n+1];//分配存储n个字符编码的编码表空间 
	cd=new char[n];//分配临时存放每个字符编码的动态数组空间
	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;//start开始时指向最后,即编码最后的位置 
		c=i;
		f=HT[i].parent;//f指向c的双亲结点 
		while(f!=0)
		{
     
			--start;
			if(HT[f].lchild==c) cd[start]='0';
			else cd[start]='1';
			c=f;
			f=HT[f].parent;
		}
		HC[i]=new char[n-start];//为第i个字符编码分配空间 
		strcpy(HC[i],&cd[start]);
	}
	delete cd;
}

int main()
{
     
	int n,i;
	HuffmanTree HT;
	HuffmanCode HC;
	cin>>n;
	CreateHuffmanTree(HT,n);
	CreateHuffmanCode(HT,HC,n);
	for(i=1;i<=n;i++) cout<<HC[i]<<endl;
}

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