【数据结构】第5章 树和二叉树 实验7：哈夫曼树

【哈夫曼树】实验报告+完整代码

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题目: 哈夫曼树

一、实验目的和要求

（1）熟悉C++的上机环境，进一步掌握C++的结构特点；
（2）掌握哈夫曼树。

二、实验环境

Windows10, CodeBlocks.

三、实验内容及实施

【实验内容】
实验7：已知某系统在通信联络中只可能出现n种字符，其概率从键盘输入。试创建哈夫曼树。
要求:
1、从键盘输入n, 以及n个字符的概率。
例如：已知某系统在通信联络中只可能出现n种字符，其概率分别为 0.05, 0.29, 0.07, 0.08, 0.14, 0.23, 0.03, 0.11，试设计哈夫曼编码创建哈夫曼树。
2、用顺序存储。
3、输出结果如下

【程序流程】

#include 
using namespace std;

int n, m, s1, s2;
typedef struct HTNode
{
     
    int weight, parent, lchild, rchild, pos;
    bool operator<(const HTNode &a)const
   {
     
       return a.weight < weight;
   }
}HTNode, *HuffmanTree;

priority_queue<HTNode>P;

void Select(HuffmanTree &HT, int ii, int &s1, int &s2)
{
     
    HTNode t = P.top();
    s1 = t.pos;
    P.pop();
    t = P.top();
    s2 = t.pos;
    P.pop();
}

void CreateHuffmantree(HuffmanTree &HT, int n)
{
     
    if(n <= 1)
        return;
    m = 2 * n - 1;
    HT = new HTNode[m + 1];
    for(int i = 1; i <= m; i++)
    {
     
        HT[i].parent = 0;
        HT[i].lchild = 0;
        HT[i].rchild = 0;
    }
    for(int i = 1; i <= n; ++i)
    {
     
        cin >> HT[i].weight;
        HT[i].pos = i;
        P.push(HT[i]);
    }
    for(int i = n + 1; i <= m; i++)
    {
     
        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;
        HT[i].pos = i ;
        P.push(HT[i]);
    }
}

int main()
{
     
    HuffmanTree HT;
    cout << "开始构建哈夫曼树" << '\n' << "请输入哈夫曼树的叶子结点个数：";
    cin >> n;
    cout << "请输入每个叶子结点的权值：" << '\n';
    CreateHuffmantree(HT, n);
    for(int i = 1; i <= 2 * n - 1; ++i)
    {
     
        cout << "结点序号 " << i << " 权重 " << HT[i].weight
        << " parent " << HT[i].parent << " lchild " << HT[i].lchild
        << " rchild " << HT[i].rchild << '\n';
    }
    return 0;
}
/*
8
5 29 7 8 14 23 3 11
*/

四、实验结果

五、实验讨论

（1）熟悉了C++的上机环境，进一步掌握C++的结构特点；
（2）掌握了哈夫曼树。