哈夫曼树的构建(C语言版)
哈夫曼树的构建(C语言版)
课程要求：
左0，右1
左子树根节点 < 右 子树根节点
节点 data, w , lchild, rchild
建立哈夫曼 （有序单链表）
初始：循环输入字符与权值，创建节点，插入到链表中 形成一个包含n个节点的递增单链表
然后：将第一、二两个节点从单链表中删除，然后合并形成新的节点，新节点插入到有序表中，直至剩下一个节点。
可以通过递归遍历的方法得到每个字符的 哈夫曼编码
- 建立有序单链表
有序单链表
typedef struct Link{
int w;//存储整形权重
char data;//存储char类型字符
struct Link *next;//指向直接后继元素的指针
struct Link *lchild;
struct Link *rchild;
}Link;
- 初始化链表
Link* InitLink(){
Link* link = (Link*)malloc(sizeof(Link));//创建头结点
link->next = NULL;//头结点的next为空
link->lchild = link->rchild = NULL;
return link;
}
- 排序插入元素(可以选择头插或者尾插，然后排序)
void InsertLink(Link* link,Link* node){
Link* p = link;
Link* q = p->next;
while(q && node->w>q->w)
{
p=q;//记录位置
q=q->next;
}
node->next = q;
p->next = node;
}
- 删除节点,返回被删除的节点
Link* DelLink(Link* link,int index){
Link *p, *s;
int i = 0;
p = link;
while(inext != NULL) //搜索指定位置前一个节点
{
i++;
p = p->next;
}
if(i != index-1 || p->next == NULL)
printf("删除位置非法");
s = p->next;
p->next = s->next;
// free(s);//释放节点
return s;//返回被删除的节点，后面步骤用
}
- 创建哈夫曼树
Link* CreateHuffManTree(Link* link,int n){
Link *del1,*del2,*p;
Link* node ;
int w_sum,i;
p = link;
for(i=0;iw + del2->w; //两个最小的数的和
node = (Link*)malloc(sizeof(Link));
node->lchild= del1;
node->rchild= del2;
node->w = w_sum;
InsertLink(link,node);
}
return node;
}
- 哈夫曼编码
void getCoding(Link *tree,int len){
if(!tree)
return;
static int a[20]; //定义静态数组a，保存每个叶子的编码，数组长度至少是树深度减一
int i;
if(!tree->lchild && !tree->rchild){
printf(" %c的哈夫曼编码为：",tree->data);
for(i = 0; i < len; i++)
printf("%d",a[i]);
printf("\n");
}
else{//访问到非叶子结点时分别向左右子树递归调用，并把分支上的0、1编码保存到数组a ，的对应元素中，向下深入一层时len值增1
a[len] = 0;
getCoding(tree->lchild, len + 1);
a[len] = 1;
getCoding(tree->rchild, len + 1);
}
}
- 打印有序链表
void PrintLink(Link* link){
Link* p = link->next;
while(p){
printf("(%c,%d)",p->data,p->w);
p = p->next;
}
printf("\n");
}
- 打印哈夫曼树
void PrintTree(Link* BT){
if (BT != NULL)
{
printf("%d", BT->w); //输出根结点的值
if (BT->lchild != NULL || BT->rchild != NULL)
{
printf("(");
PrintTree(BT->lchild); //输出左子树
if (BT->rchild != NULL)
printf(",");
PrintTree(BT->rchild); //输出右子树
printf(")");
}
}
}
完整代码：
#include
#include
#include
/**
左0，右1
左子树根节点 < 右 子树根节点
节点 data, w , lchild, rchild
建立哈夫曼 （有序单链表）
初始：循环输入字符与权值，创建节点，插入到链表中 形成一个包含8个节点的递增单链表
然后：将第一、二两个节点从单链表中删除，然后合并形成新的节点，新节点插入到有序表中，直至剩下一个节点。
可以通过递归遍历的方法得到每个字符的 哈夫曼编码
**/
//有序单链表
typedef struct Link{
int w;//存储整形权重
char data;//存储char类型字符
struct Link *next;//指向直接后继元素的指针
struct Link *lchild;
struct Link *rchild;
}Link;
//初始化链表
Link* InitLink(){
Link* link = (Link*)malloc(sizeof(Link));//创建头结点
link->next = NULL;//头结点的next为空
link->lchild = link->rchild = NULL;
return link;
}
//排序插入元素
void InsertLink(Link* link,Link* node){
Link* p = link;
Link* q = p->next;
while(q && node->w>q->w)
{
p=q;//记录位置
q=q->next;
}
node->next = q;
p->next = node;
}
//删除节点,返回被删除的节点
Link* DelLink(Link* link,int index){
Link *p, *s;
int i = 0;
p = link;
while(inext != NULL) //搜索指定位置前一个节点
{
i++;
p = p->next;
}
if(i != index-1 || p->next == NULL)
printf("删除位置非法");
s = p->next;
p->next = s->next;
// free(s);//释放节点
return s;
}
//打印有序链表
void PrintLink(Link* link){
Link* p = link->next;
while(p){
printf("(%c,%d)",p->data,p->w);
p = p->next;
}
printf("\n");
}
//打印树
void PrintTree(Link* BT){
if (BT != NULL)
{
printf("%d", BT->w); //输出根结点的值
if (BT->lchild != NULL || BT->rchild != NULL)
{
printf("(");
PrintTree(BT->lchild); //输出左子树
if (BT->rchild != NULL)
printf(",");
PrintTree(BT->rchild); //输出右子树
printf(")");
}
}
}
//创建哈夫曼树
Link* CreateHuffManTree(Link* link,int n){
Link *del1,*del2,*p;
Link* node ;
int w_sum,i;
p = link;
for(i=0;iw + del2->w; //两个最小的数的和
node = (Link*)malloc(sizeof(Link));
node->lchild= del1;
node->rchild= del2;
node->w = w_sum;
InsertLink(link,node);
}
return node;
}
//哈夫曼编码
void getCoding(Link *tree,int len){
if(!tree)
return;
static int a[20]; //定义静态数组a，保存每个叶子的编码，数组长度至少是树深度减一
int i;
if(!tree->lchild && !tree->rchild){
printf(" %c的哈夫曼编码为：",tree->data);
for(i = 0; i < len; i++)
printf("%d",a[i]);
printf("\n");
}
else{//访问到非叶子结点时分别向左右子树递归调用，并把分支上的0、1编码保存到数组a ，的对应元素中，向下深入一层时len值增1
a[len] = 0;
getCoding(tree->lchild, len + 1);
a[len] = 1;
getCoding(tree->rchild, len + 1);
}
}
void main(){
Link* link = InitLink();//初始化链表
Link* tree;
int num,w,i;//长度
char data;
printf("输入元素个数:");
scanf("%d",&num);getchar();
for(i=0;idata = data;node->w = w;
InsertLink(link,node);
}
printf("******************\n");
tree = CreateHuffManTree(link,num);
printf("哈夫曼树:");
PrintTree(tree);printf("\n");
getCoding(tree,0);
}
以上为课题作业，哈夫曼树实现方式有多种，请自行查阅。