[置顶] ACM哈夫曼树建立、哈夫曼编码C++实现

 

// 哈夫曼树.cpp : Defines the entry point for the console application.
//

#include "stdafx.h"
#include<iostream>
#define MAX 20
using namespace std;
typedef char valType;
typedef double wghType;

struct HFMnode
{
 valType data;
 wghType weight;
 int parent;
 int lchild;
 int rchild;
};
//每个节点的编码
//code存储编码
//start存储编码是从code数组的第几个开始
//在编码过程中从叶子节点向根节点逆推
struct HFMcode
{
 char code[MAX];
 int start;
};
//建立哈夫曼树
void createHFMtree(HFMnode *node,int n)
{
 int i;
 //m1,m2为当前还没用到的节点中权值最小和次小的权值
 int m1,m2;
 //l,r为每次构建一个父节点其左右儿子节点的序号
 int l,r;
 for(i=n+1;i<=2*n-1;i++)
 {
  m1=m2=32767;
  l=r=0;
  int k;
  for(k=1;k<=i-1;k++)
   if(node[k].parent==0)
   {
    if(node[k].weight<m1)
    {
     m2 = m1;
     r = l;
     m1 = node[k].weight;
     l = k;
    }
    else if(node[k].weight<m2)
    {
     m2 = node[k].weight;
     r = k;
    }
   }
   node[i].weight = node[l].weight + node[r].weight;
   node[i].lchild = l;
   node[i].rchild = r;
   node[l].parent = i;
   node[r].parent = i;
 }
}
//求每个节点的哈夫曼编码
void createHFMcode(HFMnode *node, HFMcode *hcode,int n)
{
 int i;
 for(i=1;i<=n;i++)
 {
  HFMcode d;
  //哈夫曼树最大层数就是元素的个数
  d.start = n;
  int num=i;
  int father = node[num].parent;
  while(father!=0)
  {
   if(node[father].lchild==num)
    d.code[d.start--]='0';
   else
    d.code[d.start--]='1';
   num = father;
   father = node[num].parent;
  }
  hcode[i]=d;
 }
}
//打印每个节点的编码
void printHFMcode(HFMnode * node,HFMcode * hcode,int n)
{
 int i;
 for(i=1;i<=n;i++)
 {
  cout<<node[i].data<<" ：";
  for(int k = hcode[i].start+1; k<=n;k++)
   cout<<hcode[i].code[k];
  cout<<endl;
 }
}

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
 HFMnode node[2*MAX];
 HFMcode hcd[MAX];
 cout<<"请输入案例个数："<<endl;
 int cases;
 cin >> cases;
 while(cases--)
 {
  cout<<"请输入元素个数："<<endl;
  int n;
  cin>>n;
  int i;
  for(i=1;i<=n;i++)
  {
   cout<<"输入第"<<i<<"个节点的值："<<endl;
   cin>>node[i].data;
   cout<<"输入它的权重："<<endl;
   cin>>node[i].weight;
  }
  for(i=1;i<=2*n-1;i++)
  {
   node[i].parent=node[i].lchild=node[i].rchild=0;
  }
  //建立哈夫曼树
  createHFMtree(node,n);
  //求每个节点的哈夫曼编码
  createHFMcode(node,hcd,n);
  //打印每个节点的编码
  cout<<"输出每个节点的哈夫曼编码："<<endl;
  printHFMcode(node,hcd,n);
 }
 return 0;
}