赫夫曼树之代码实现

定义它的存储结构，典型的二叉树，只是多了一个权值。

typedef struct
{
	int weight;
	int parent, lchild, rchild;
}HTNode, *HuffmanTree;

typedef char **HuffmanCode;

HuffmanCode是一个字符串数组，用来保存叶子结点最终的编码结果。

 

存储空间是多少呢? 从前一章讲的构造赫夫曼树的过程可以找出规律，n个叶子结点所构造的赫夫曼树共有2n-1个结点，这就是我们要分配的空间。

 

int m = 2 * n - 1;
*HT = (HuffmanTree)malloc((m+1)*sizeof(HTNode));//多分配一个空间，0号不用

函数的接口形式如下:

bool HuffmanCoding(HuffmanTree *HT, HuffmanCode *HC, int *w, int n)

HT是最终构造的赫夫曼树，是个输出参数，HC也是个输出函数，就是个字符串数组，输出最终的编码。W存放n个叶子结点的权值，当然都是大于0的整数，n是叶子结点的个数, 最后这两个都是输入参数。

构造赫夫曼树的过程代码其实很简单:

//构建赫夫曼树
	for (i = n + 1; i <= m; i++)
	{
		if (!Select(*HT, i - 1, &s1, &s2)) return false;
		(*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;
	}

select函数从HT[1...nEnd]中选出parent为0, 并且weight最小的两个结点，序号分别由s1 和 s2返回，它的实现如下:

static bool Select(HuffmanTree HT, int nEnd, int *s1, int *s2)
{
	int i = 0;
	int nComp = 0;
	
	nComp = MAX;
	*s1 = MAX;
	*s2 = MAX;

	//第一轮循环，找到最小的给s1
	for (i = 1; i <= nEnd; i++)
	{
		if ((HT[i].weight < nComp) && (HT[i].parent == 0))
		{
			nComp = HT[i].weight;
			*s1 = i;
		}
			
	}

	//第二轮循环，找到次小的给s2
	nComp = MAX;

	for (i = 1; i <= nEnd; i++)
	{
		if ((HT[i].weight < nComp) && (i != *s1) && (HT[i].parent == 0))
		{
			nComp = HT[i].weight;
			*s2 = i;
		}
			
	}
	if ((*s1 == MAX) || (*s2 == MAX))
	{
		return false;
	}
	return true;
}

编码的结果是保存在HC中的，为了方便采用逆向保存的形式，即从叶子到根求编码，然后输出时就是正向的了。

for (i = 1; i <= n; i++)
	{
		start = n - 1;
		for (c = i, f = (*HT)[i].parent; f != 0; c = f, f = (*HT)[f].parent)
		{
			//左0右1
			if ((*HT)[f].lchild == c)
			{
				cd[--start] = '0';
			}
			else
			{
				cd[--start] = '1';
			}
		}
		(*HC)[i] = (char *)malloc((n - start));
		strcpy((*HC)[i], &cd[start]);
	}

 

代码下载地址:

http://download.csdn.net/detail/pony_maggie/8209175

或

https://github.com/pony-maggie/HuffmanCode