哈夫曼树的实现(C语言）
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <malloc.h>
#include <string.h>
#define OK 1
#define ERROR 0
#define OVERFLOW -1
#define Status int
//哈夫曼树节点类型定义
typedef struct HTNodew
{
unsigned int weight;//权重
unsigned int parent,lchild,rchild;//父节点，左孩子，右孩子(无符号类型）
}HTNode,*HuffmanTree;
typedef char ** HuffmanCode;
HuffmanTree HT;
//选取最小的二个序列
Status Select(int n,int *s1,int *s2,int *foot);
//构造哈夫曼树
Status HuffmanCoding(HuffmanCode *HC, int n,unsigned int *w)
{
/*
**w存放n个字符的权值（均大于0），构造哈夫曼树HT，并且求出n个字符的哈夫曼编码HC
*/
if(n<=0)
return ERROR;
int m=2*n-1; //m是总共需要的节点个数
HT = (HuffmanTree)malloc(sizeof(HTNode)*(m+1)); //0号单元不使用，下标从1开始到m结束
int i=1;
HuffmanTree p;
for(p = HT,p++;i<=n;i++,p++,w++)//依次给节点赋值（这里首先p++是因为下标从1开始）
{
(*p).weight = *w;//初始父节点，左孩子节点和右孩子节点均为0
(*p).parent = 0;
(*p).lchild = 0;
(*p).lchild = 0;
}
for(;i<= m;i++,p++) //给后面的n-1个节点赋值
{
(*p).weight = 0;//初始父节点，左孩子节点和右孩子节点均为0
(*p).parent = 0;
(*p).lchild = 0;
(*p).lchild = 0;
}
//设置一个m长度的数组记录节点是否被访问过
int *foot=(int *)malloc(sizeof(int)*(m+1));//（下标也是从1开始，为了和上面的正好对应）
int *s=foot;
s++;
int k;
for( k=1;k<=m;k++)
{
*(s++)=0;//初始话为0 ，当有访问过，则赋值1，表示已经访问过了
}
/*
**构建哈夫曼树
*/
for(i = n+1;i<=m;i++) //依次给后面的n-1个节点赋值（从n+1到m）
{
/*
**在HT[1...i-1]选择parent为0 且weight最小的二个节点，其序号为s1和s2
*/
int *s1 = (int *)malloc(sizeof(int ));
int *s2 = (int *)malloc(sizeof(int));
if(!s1||!s2)
{
printf("分配内存空间错误.\n");
return ERROR;
}
Select(i-1,s1,s2,foot);
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;
}
//-----从叶子到根节点逆向求每个字符的哈夫曼编码---------//
*HC=(HuffmanCode)malloc(sizeof(char *)*(n+1));//从1开始，抛弃下标1
char *cd = (char *)malloc(sizeof(char)*n); //分配求编码的工作区间（n个字符最长的编码需要n-1个空间，加上结束符号）
cd[n-1]='\0';//编码结束符
int start;//用来跟踪位置
for(i = 1;i<=n;i++)//逐个字符求哈夫曼编码
{
start = n-1;//编码结束符位置
int c,f;
start--;
for(c = i,f = HT[i].parent;f != 0;c = f,f = HT[f].parent)
{
if(HT[f].lchild == c)
cd[start] = '0';
else
cd[start] = '1';
start-=1;
}
start+=1;//这里一定要加1 否则多分配了内存空间
(*HC)[i]=(char *)malloc((n-start)*sizeof(char));//分配n-start个char空间即可
strcpy((*HC)[i],&cd[start]);
char *p=(*HC)[i];
printf("HuffManNode of %d is(from root to child) ：\n",HT[i].weight);
printf("%d:------>%s ",HT[i].weight,p);
printf("\n");
}
free(cd);
return OK;
}
Status Select(int n,int *s1,int *s2,int *foot)
{
int i,j;
int min=65536;
int temp;
for(i=1;i<=n;i++)//找到第一个最小的值的下标
{
if(HT[i].weight<min&&foot[i]==0)
{
min=HT[i].weight;
temp=i;//记录最终的最小值的下标
}
}
foot[temp]=1;
*s1=temp;
min=65536;
for(j=1;j<=n;j++)//寻找最小节点下标
{
if(HT[j].weight<min&&j!=(*s1)&&foot[j]==0)
{
min=HT[j].weight;
temp=j;
}
}
foot[temp]=1;
*s2=temp;
//交换*s1和*s2，让*s1指向小的坐标 *s2指向大的坐标
temp=*s1;
*s1=*s2;
*s2=temp;
return OK;
}
int main()
{
int n;
printf("Input the number of weight:\n");
scanf("%d",&n);
unsigned int *w=(unsigned int *)malloc(sizeof(unsigned int)*n);
printf("Input The weight!\n");
unsigned s;
unsigned *p=w;
int i = 1;
// unsigned int p[8]={5,29,7,8,14,23,3,11};
while(i<=n)
{
scanf("%ud",&s);
*p=s;
i++;
p++;
}
p=w;
HuffmanCode *HC=(HuffmanCode *)malloc(sizeof(HuffmanCode));
if(!HC)
{
printf("分配初始内存空间错误.\n");
return 0;
}
HuffmanCoding(HC,n,p);
return 0;
}
执行结果如下图所示：
觉得在本次编码过程中遇到的问题有如下两个小问题（虽然是小问题，但是浪费了很多很多时间和精力去调试）：
1.数组下标问题，编码过程中数组下标是从0或者1开始（看个人习惯），则对应的其他的和数组下标有关的变量 什么的 都需要仔细考虑，很容易越界去访问。感觉这种错误也是比较难调试的。希望以后可以注意！！～加速进步的步伐～