HuffmanTree的创建及编码

HuffmanTree的创建及编码

typedef  struct  _HTNode {
    unsigned  int  weight;         /*  权值  */
    unsigned  int  parent;         /*  父节点索引  */
    unsigned  int  lchild;         /*  左孩子索引  */
    unsigned  int  rchild;         /*  右孩子索引  */
} HTNode,  * HuffmanTree;          /*  动态分配数组存储哈夫曼树  */

typedef  char   ** HuffmanCode;      /*  动态分配数组存储哈夫曼编码表  */

/*  从ht的1～n的节点中找出权值最小的两个节点，分别存于s1, s2中  */
void  Select(HuffmanTree ht,  int  n,  int   * s1,  int   * s2)
{
     int  i;

     * s1  =   0 ;
     * s2  =   0 ;
     /* 设置s1, s2到开始两个parent等于0的节点位置 */
     for  (i  =   1 ; i  <=  n;  ++ i) {
         if  ( * s1  !=   0   &&   * s2  !=   0 )
             break ;
       
         if  (ht[i].parent  ==   0 )
             * s1  ==   0   ?   * s1  =  i :  * s2  =  i;
    }
     /* 找出ht中parent等于0，且权值最小的两个节点位置，分别存于s1, s2中 */
     for  ( ; i  <=  n;  ++ i) {
         if  (ht[i].parent  !=   0 )  continue ;

         if  ( (ht[ * s1].weight  >  ht[ * s2].weight)  &&  (ht[ * s1].weight  >  ht[i].weight))
             * s1  =  i;
         else   if  ( (ht[ * s2].weight  >  ht[ * s1].weight)  &&  (ht[ * s2].weight  >  ht[i].weight))
             * s2  =  i;
    }
}

/*  通过w存储的n个权值，来创建一颗哈夫曼树, ht_ptr指向这颗哈夫曼树  */
void  CreateHuffmanTree(HuffmanTree  * ht_ptr,  int   * w,  int  n)
{
     int  m;
     int  i;
     int  s1, s2;
    HuffmanTree p;
    
     if  (n  <=   1 )  return ;
    m  =   2   *  n  -   1 ;               /*  n个字符，需要2n-1个空间来存储整颗huffman tree  */
     * ht_ptr  =  (HuffmanTree)malloc( (m  +   1 )  *   sizeof (HTNode));  /*  0号单元不用  */

     for  (p  =   * ht_ptr  +   1 , i  =   1 ; i  <=  n;  ++ i,  ++ p,  ++ w) {  /*  初始化数组中前n个单元存储的字符  */
        p -> weight  =   * w;
        p -> parent  =   0 ;
        p -> lchild  =   0 ;
        p -> rchild  =   0 ;
    }
     for  ( ; i  <=  m;  ++ i,  ++ p) {  /*  初始化数组中剩余的单元  */
        p -> weight  =   0 ;
        p -> parent  =   0 ;
        p -> lchild  =   0 ;
        p -> rchild  =   0 ;
    }

     for  (i  =  n  +   1 ; i  <=  m;  ++ i) {
        Select( * ht_ptr, i  -   1 ,  & s1,  & s2);
         /*  设置s1, s2的父亲为i  */
        ( * ht_ptr  +  s1) -> parent  =  i;
        ( * ht_ptr  +  s2) -> parent  =  i;
         /*  设置i的左孩子为s1, 右孩子为s2  */
        ( * ht_ptr  +  i) -> lchild  =  s1;
        ( * ht_ptr  +  i) -> rchild  =  s2;
         /*  设置i的权值为s1, s2之和  */
        ( * ht_ptr  +  i) -> weight  =  ( * ht_ptr  +  s1) -> weight  +  ( * ht_ptr  +  s2) -> weight;
    }
}

/*  对ht_ptr存储的哈夫曼树的n个叶子节点进行哈夫曼编码  */
void  HuffmanCoding(HuffmanTree  * ht_ptr, HuffmanCode  * hc_ptr,  int  n)
{
     int  i;
     int  start;
     char   * cd  =  NULL;
    
     * hc_ptr  =  (HuffmanCode)malloc( (n  +   1 )  *   sizeof ( char   * ));

    cd  =  ( char   * )malloc(n  *   sizeof ( char ));
    cd[n  -   1 ]  =   ' \0 ' ;

     for  (i  =   1 ; i  <=  n;  ++ i) {
        start  =  n  -   1 ;

         int  current, father;
         for  (current  =  i, father  =  ( * ht_ptr  +  i) -> parent;  /*  从叶子节点开始，并取得父节点father  */
             father  !=   0 ;                                  /*  父节点为0时及到达了根节点  */
             current  =  father, father  =  ( * ht_ptr  +  father) -> parent) {  /*  逐渐向根节点靠拢  */
             if  ( ( * ht_ptr  +  father) -> lchild  ==  current)  /*  当前节点为左孩子  */
                cd[ -- start]  =   ' 0 ' ;
             else
                cd[ -- start]  =   ' 1 ' ;

        }

         * ( * hc_ptr  +  i)  =  ( char   * )malloc( (n  -  start)  *   sizeof ( char ));
        strcpy( * ( * hc_ptr  + i),  & cd[start]);
    }
    free(cd);
}