C语言数据结构创建哈夫曼树-Huffman coding

缺乏、安全感 2022-01-22 11:35 202阅读 0赞

/\*  
\*创建哈弗曼树  
\*创建树  
\*每次遍历最小的两个节点  
\*译码  
\*遍历树（解码的过程）  
\*/

#include<stdio.h>
    #include<stdlib.h>
    #include<string.h>
    #define n  4//树的叶子节点数
    #define m  (2*n-1)//树的节点总数
    #define MAXVALUE 1000 //权重最大值
    typedef struct htreetype
    {
        int weight;//权重
        int parent;//双亲节点
        int Rchild;
        int Lchild;//左右孩子节点
        char name[5];//节点名称
    
    }HtreeType;//树节点的结构体
    typedef struct hcodetype
    {
        char bit[n];//用于存放编码的数组
         char name[5];//储存节点的名称
         int start;//编码开始的下标
    
    }HcodeType;//编码节点的结构体
    void select_htree(HtreeType tree[],int position,int *node1,int *node2);//选择最小的两个
    void htree_code(HtreeType tree[],HcodeType code[]);//译码的过程
    void creat_htree(HtreeType tree[]);//哈夫曼树的创建
    void show_htree(HcodeType code[] );//输出
    int main()
    {
        HtreeType tree[m];
        HcodeType code[n];
        htree_code(tree,code);
        show_htree(code);
        return 0;
    
    
    }
    void creat_htree(HtreeType tree[])//哈夫曼树的创建
    {
        /*
          *初始化树的节点
          *给树的叶子节点赋值
          *利用选择函数进行分支节点的创建
        */
        int node1,node2;
        char name[5];//临时字符串
        int now_weight;//临时变量
        int i,j,k;
        node1=node2=0;
        for(i=0;i<m;i++)
        {
            tree[i].weight=0;
            tree[i].Rchild=-1;
            tree[i].Lchild=-1;
            tree[i].parent=-1;
        }
        printf("一共有%d个叶子节点\n",n);
        for(j=0;j<n;j++)
        {
              printf("请输入节点的数据:");
              scanf("%s",name);
              printf("请输入叶子节点的权重:");
              scanf("%d",&now_weight);
               tree[j].weight=now_weight;
                strcpy(tree[j].name,name);
    
    
        }
        for(k=n;k<m;k++)
        {
            select_htree(tree,k,&node1,&node2);
            tree[node1].parent=k;
            tree[node2].parent=k;
            tree[k].Rchild=node2;
            tree[k].Lchild=node1;
            tree[k].weight=tree[node1].weight+tree[node2].weight;
        }
    }
    void select_htree(HtreeType tree[],int position,int *node1,int *node2)
    //选择最小的两个
    {
        /*
        *以position为起始点进行寻找最小的两个节点的下标
        *每次调用之后返回
        */
        int i;
        int min1,min2;
        min1=min2=MAXVALUE;
         *node1=*node2=0;
         for(i=0;i<position;i++)
         {
             if(tree[i].parent==-1&&tree[i].weight<min1)
             {
                 min2=min1;
                 min1=tree[i].weight;
                 *node2=*node1;
                 *node1=i;
    
             }
             else if(tree[i].parent==-1&&tree[i].weight<min2)
             {
                 min2=tree[i].weight;
                  *node2=i;
             }
         }
    }
    void htree_code(HtreeType tree[],HcodeType code[] )//译码的过程
    {
        HcodeType cd;//临时储存节点的编码
        int i;//循环变量
        creat_htree(tree);
        int parent_position,now_position;
        for(i=0;i<n;i++)
           {
               cd.start=n;
               strcpy(cd.name,tree[i].name);
               now_position=i;
               parent_position=tree[i].parent;
               while(parent_position!=-1)//从下往上遍历指点根节点结束
               {
                   cd.start--;//作为数组的循环下标
                   if(tree[parent_position].Lchild==now_position)
                       cd.bit[cd.start]='0';
                       else
                       {
                           cd.bit[cd.start]='1';
                       }
                       now_position=parent_position;
                     parent_position=tree[now_position].parent;
               }
               code[i]=cd;//传递编码到code数组去
            }
    }
    void show_htree(HcodeType code[] )//输出
    {
         int i,j;
         for(i=0;i<n;i++)
         {
                printf("%s     ",code[i].name);
               for(j=code[i].start;j<n;j++)
                printf("%c",code[i].bit[j]);
                 printf("\n");
        }
    
    }