霍夫曼树，霍夫曼编码 的java实现

霍夫曼树的定义
在数据结构与算法中，人们把最小带权路径长度的二叉树称为霍夫曼树或者最优二叉树。
通俗的说就是各叶子节点的值和节点的路径长度相乘的值的和。最小的那种类型的二叉树就是霍夫曼树。

霍夫曼树的构造思想是，先将权值集合看作只有一个节点的树的集合，每次选最小的两个权值的树构造一颗新树，新树根节点的权值是左右子树的权值和，在权值集合中删除这两颗权值最小的树，将新生成的树放入权值集合中。如此重复下去，直到权值集合中只有一个元素，这就是最后整棵树的根节点了。

左子树路径看做0，右子树路径看做1的话，一个叶子节点的路径就可以通过01表示。这就是霍夫曼编码，每个节点的霍夫曼编码是不会相同的。

package com.tree;

import java.util.*;

/**
 * yuyong 2012-11-2
 */
public class HuffmanTree {

    Node treeRoot=null;
    HuffCode huff=new HuffCode();

    public HuffmanTree(SortedList<Node> values){

        while(true){
            Node first=values.get(0);
            values.remove(0);
            Node root=first;
            if(values.size()<=0){
                treeRoot=root;
                break;
            }
            Node two=values.get(0);
            if(two!=null){
                values.remove(0);
                root=new Node(null,first.weight+two.weight);
                root.left=first;
                root.right=two;
                values.insertItem(root);
            }

        }
    }



    public static void main(String args[]) throws Exception{
        long start=new Date().getTime();
        SortedList<Node> list=new SortedList<Node>(SortedList.ASC);
        for(int i=0;i<5;i++){
            int value=(int)(Math.random()*100);
            list.insertItem(new Node(value, value));
        }

        long end=new Date().getTime();
        System.out.println("共耗时:"+(end-start));
        System.out.println(list);
        HuffmanTree ht=new HuffmanTree(list);
        System.out.println("霍夫曼编码");
        ht.show(ht.treeRoot,0);


    }

    void show(Node node,int c){
        if(node.left!=null){
            huff.put(c,0);
            show(node.left, c + 1);
        }

        if(node.value!=null)
          System.out.println("权重:"+node.weight+"  霍夫曼编码值:"+huff.toString().substring(0,c));

        if(node.right!=null){
            huff.put(c,1);
            show(node.right, c + 1);
        }
    }




}

class Node{
    Object value;
    int weight;
    Node left;
    Node right;

    public Node(Object value,int weight){
        this.value=value;
        this.weight=weight;
    }

    public boolean equals(Object obj){
        Node node=(Node) obj;
        if(node.weight==this.weight&&node.value==this.value)
            return true;
        return false;
    }
}

class SortedList<T extends Node> extends LinkedList<T> {
    public static String DESC="desc";
    public static String ASC="asc";

    public String sort;

    public SortedList(String sort) throws Exception{
        if(sort.equals(DESC))
            this.sort=DESC;
        else if(sort.equals(ASC))
            this.sort=ASC;
        else
            throw new Exception("no support sort");
    }

    public void insertItem(T value){
           int index=0;
           if(this.size()>0){
               int start=0;
               int end=this.size()-1;
               int step=0;
               if(start!=end)
                   while((end-start)!=1){
                        step=(end-start)/2;
                        if(this.get(start+step).weight>value.weight){
                            end=end-step;
                        }else if(this.get(start+step).weight<value.weight){
                            start=start+step;
                        }else{
                            this.add(start+step,value);
                            return;
                        }
                   }

               if(value.weight>=this.get(end).weight){
                   index=end+1;
               }else if(value.weight<=this.get(start).weight){
                   index=start;
               }else
                   index=end;
           }

           this.add(index,value);

    }

    public String toString(){
        String str="[";
        for(int j=0;j<this.size();j++){
            str+=this.get(j).weight+",";
        }
        str=str.substring(0, str.length()-1);
        str+="]";
        return str;
    }




}

class HuffCode extends HashMap{

    public String toString(){
        String str="";
        for(int i=0;i<this.size();i++){
            str+=this.get(i);
        }
        return str;
    }

}

共耗时:0
[25,40,45,55,67]
霍夫曼编码
权重:45  霍夫曼编码值:00
权重:55  霍夫曼编码值:01
权重:25  霍夫曼编码值:100
权重:40  霍夫曼编码值:101
权重:67  霍夫曼编码值:11