算法导论第十五章--霍夫曼编码

这道题纠结了一天，本想用简单点的方法实现，可是反而弄巧成拙。不过通过写该代码学会了如何使用优先级队列，对优先级队列有了进一步的了解。代码如下：

其中难度较大的是优先级队列的使用，详细的使用方法请参考博主的另一篇文章优先级队列的基本应用

//在优先级队列中存入指针类型的节点
#include<iostream>
#include<queue>
#include<string>
using namespace std;
class Comapre;
class Node
{
private:
	friend Comapre;
	int key;
	char ch;
	Node*left;
	Node*right;
public:
	Node(int num,char c):key(num),ch(c),left(NULL),right(NULL){}
	//
	bool lessthan (const Node* node) const
	{
		return key>node->key;
	}
	int GetKey()
	{
		return key;
	}
	char GetChar()
	{
		return ch;
	}
	Node*GetLeft()
	{
		return left;
	}
	Node*GetRight()
	{
		return right;
	}
	void SetLeft(Node*node)
	{
		this->left=node;
	}
	void SetRight(Node*node)
	{
		this->right=node;
	}
	void SetChar(char a)
	{
		ch=a;
	}
	void SetKey(int a)
	{
		key=a;
	}
};
class Comapre
{
public:
	//因为优先级队列中传递的指针，所以不能直接在Node类里重载比较运算符
	bool operator () (Node*node1,Node*node2)
	{
		bool flag=node1->lessthan(node2);
		return flag;
	}
};
//使用优先级队列存储元素，优先级队列能保证队列最顶端的是按照键值key排列的最小的元素
Node* Huffman(priority_queue<Node*,vector<Node*>,Comapre>que)
{
	//重复将最顶端的两个元素拿出合并之后再放入队列中
	while(que.size()>1)
	{
		Node *node=new Node(0,0);
		node->SetLeft(que.top());
		que.pop();
		node->SetRight(que.top());
		que.pop();
		node->SetKey(node->GetLeft()->GetKey()+node->GetRight()->GetKey());
		que.push(node);
	}
	return que.top();
}
//利用中序遍历的方法输出霍夫曼编码
//思路是每向左指一个节点st添加0，每向右指一个节点添加1，没迭代完一次要退出st最后一个元素
//用到了string的pop_back函数
void Inorder(Node* node,string st)
{
	if(node==NULL)
	{
		return ;
	}
	else
	{
		if(node->GetLeft()!=NULL)
		{
			st+='0';
		}
		Inorder(node->GetLeft(),st);
		if(node->GetLeft()==NULL&&node->GetRight()==NULL)
		{
			cout<<node->GetChar()<<"'s code is :";
			for(int i=0;i<st.length();i++)
			{
				cout<<st[i];
			}
			cout<<endl;
			
		}
		st.pop_back();
		if(node->GetRight()!=NULL)
			st+='1';
		Inorder(node->GetRight(),st);
	}
}
//将开辟的空间清空，不然会导致内存泄露
void Delete(Node*node)
{
	if(node==NULL)
	{
		return ;
	}
	Delete(node->GetLeft());
	Delete(node->GetRight());
	delete node;
}
int main()
{
	string st;
	Node*n[6];
	n[0]=new Node(5,'f');
	n[1]=new Node(9,'e');
	n[2]=new Node(16,'d');
	n[3]=new Node(12,'c');
	n[4]=new Node(13,'b');
	n[5]=new Node(45,'a');
	priority_queue<Node*,vector<Node*>,Comapre>qu;
	int i;
	for(i=0;i<6;i++)
	{
		qu.push(n[i]);
	}
	Node* R =Huffman(qu);
	Inorder(R,st);
	Delete(R);
	return 0;
}