数据结构与算法：哈夫曼树（源码）！

这些天明白了一个道理，搞技术也是需要激情的。

也不知道为什么这段过的感觉特别的不爽，也不知道是因为快要考试了，心里没底，而带来的恐惧，还是

搞技术太久，心里想放个假，总之是过的晕晕乎乎，做事情也总是反应迟钝，思维也不快，我爸妈说我是因为睡

不够，但是我觉得我一晚上睡6个半小时，也不算短了。真不知道这样的感觉还要持续多久。

习惯了，下课就做到电脑前，习惯了，晚上一个人回宿舍，习惯了，饿了随便吃点，习惯了，一个人钻研。

当一切开始成为了定式，总觉得生活变的简单。有一些人羡慕我，觉得我有很好的环境学技术。

但是我现在也不觉得我有什么好自满的东西。不过是个再普通不过的走在技术道路上的菜鸟。

心里有千万般的无奈，心里有数不清的彷徨。

我渴望曾经的激情。

其实我也不想说那么多，耽误看帖人的时间，但是心里总有些不吐不快。

师兄总是开玩笑的说我现在开始“淡定了”。

朋友们也觉得我越来越“沉默了”。

现在也不敢想以后会成什么样子，一切都未知。

我不想到了以后“生无可恋，死无可依”（这是一个老程序员的感悟）。

但是我不能停止，停止就是倒退。

好啦，不罗嗦了，下面是我的程序：

 

<!---->#include<iostream> 
#define MAXVALUE 100000
using namespace std;
const int n=4;//叶子节点个数 
//构造哈夫曼树结点 
typedef struct{
int weight;//权值 
int parent;//父节点 
int lchild;//左子树 
int rchild;//右子树 
}HNodeType;

HNodeType HFMTree[2*n-1];//结点数 

//构造哈夫曼编码数组
typedef struct{
int bit[n];
int start;
}HCodeType;

HCodeType HFMCode[n];
//创建哈夫曼树 
void createHFMTree(HNodeType HFMTree[],int n){
int m1,x1,m2,x2;
int i,j;
//初始化
for(i=0;i<2*n-1;i++){
   HFMTree[i].weight=0;
   HFMTree[i].parent=-1;
   HFMTree[i].lchild=-1;
   HFMTree[i].rchild=-1;
}
cout<<"请输入结点权值："<<endl; 
for(i=0;i<n;i++){                
   cin>>HFMTree[i].weight;
}
for(i=0;i<n-1;i++){
   x1=x2=MAXVALUE;
   m1=m2=0;
   for(j=0;j<n+i;j++){
    if(HFMTree[j].parent==-1&&HFMTree[j].weight<x1){
     x2=x1;
     m2=m1;
     x1=HFMTree[j].weight;
     m1=j;
    }
    else if(HFMTree[j].parent==-1&&HFMTree[j].weight<x2){
     x2=HFMTree[j].weight;
     m2=j;
    }
   }
   HFMTree[m1].parent=n+i;HFMTree[m2].parent=n+i;
   HFMTree[n+i].weight=HFMTree[m1].weight+HFMTree[m2].weight;
   HFMTree[n+i].lchild=m1;
   HFMTree[n+i].rchild=m2;
}
}
//转化编码 
void createHFMCode(HNodeType HFMTree[],HCodeType HFMCode[]){
HCodeType cd;
int i,j,c,p;
for(i=0;i<n;i++){
   cd.start=n-1;
   c=i;
   p=HFMTree[c].parent;
   while(p!=-1)
   {
    if(HFMTree[p].lchild==c)cd.bit[cd.start]=0;
    else cd.bit[cd.start]=1;
    cd.start--;
    c=p;
    p=HFMTree[c].parent;
   }
   for(j=cd.start+1;j<n;j++)
    HFMCode[i].bit[j]=cd.bit[j];
   HFMCode[i].start=cd.start+1;
}
}
//主函数 
int main()
{
int i,j;
//创建树 
createHFMTree(HFMTree,n);
//转码 
createHFMCode(HFMTree,HFMCode);
cout<<endl;
for(i=0;i<n;i++)
{
   for(j=HFMCode[i].start;j<=n-1;j++)
   {
    cout<<HFMCode[i].bit[j];
   }
   cout<<endl;
}
return 0;
}

 

这个是雏形，下面我们要实现的功能是，输入一个含有N位A,B,C,D四种字母的字符串。

然后转换成只含有0，1的代码串。之所以要使用哈夫曼树是因为哈夫曼树是最优树。根据权值来实现最短编码。

下面是实现自动转码的程序：

 

<!---->#include<iostream> 
#define MAXVALUE 100000
using namespace std;
const int n=4;//叶子节点个数 
string l;
int size;
//构造哈夫曼树结点 
typedef struct{
int weight;//权值 
int parent;//父节点 
int lchild;//左子树 
int rchild;//右子树 
}HNodeType;

HNodeType HFMTree[2*n-1];//结点数 

//构造哈夫曼编码数组
typedef struct{
int bit[n];
int start;
}HCodeType;

HCodeType HFMCode[n];
//创建哈夫曼树 
void createHFMTree(HNodeType HFMTree[],int n){
int m1,x1,m2,x2;
int i,j;
//初始化
for(i=0;i<2*n-1;i++){
   HFMTree[i].weight=0;
   HFMTree[i].parent=-1;
   HFMTree[i].lchild=-1;
   HFMTree[i].rchild=-1;
}
cout<<"*******************哈夫曼树字符串最优转码程序***********************"<<endl; 
cout<<"请输入一个字符串：(只含有A，B，C，D四种字符,输入回车结束)"<<endl; 
cin>>l;
std::string str(l);
  size=str.size();    
  for(int i=0;i<size;++i){   
   if(str.at(i)=='A')HFMTree[0].weight++;
   else if(str.at(i)=='B')HFMTree[1].weight++;
   else if(str.at(i)=='C')HFMTree[2].weight++;
   else if(str.at(i)=='D')HFMTree[3].weight++;
   else{ 
   cout<<"输入有误!"<<endl;
   break;
   }
}

for(i=0;i<n-1;i++){
   x1=x2=MAXVALUE;
   m1=m2=0;
   for(j=0;j<n+i;j++){
    if(HFMTree[j].parent==-1&&HFMTree[j].weight<x1){
     x2=x1;
     m2=m1;
     x1=HFMTree[j].weight;
     m1=j;
    }
    else if(HFMTree[j].parent==-1&&HFMTree[j].weight<x2){
     x2=HFMTree[j].weight;
     m2=j;
    }
   }
   HFMTree[m1].parent=n+i;HFMTree[m2].parent=n+i;
   HFMTree[n+i].weight=HFMTree[m1].weight+HFMTree[m2].weight;
   HFMTree[n+i].lchild=m1;
   HFMTree[n+i].rchild=m2;
}
}
//转化编码 
void createHFMCode(HNodeType HFMTree[],HCodeType HFMCode[]){
HCodeType cd;
int i,j,c,p;
for(i=0;i<n;i++){
   cd.start=n-1;
   c=i;
   p=HFMTree[c].parent;
   while(p!=-1)
   {
    if(HFMTree[p].lchild==c)cd.bit[cd.start]=0;
    else cd.bit[cd.start]=1;
    cd.start--;
    c=p;
    p=HFMTree[c].parent;
   }
   for(j=cd.start+1;j<n;j++)
    HFMCode[i].bit[j]=cd.bit[j];
   HFMCode[i].start=cd.start+1;
}
}
//主函数 
int main()
{
int i,j;
//创建树 
createHFMTree(HFMTree,n);
//转码 
createHFMCode(HFMTree,HFMCode);
cout<<endl;
int k=65;
for(i=0;i<n;i++)
{
   cout<<(char)k<<"的编码：";
   for(j=HFMCode[i].start;j<=n-1;j++)
   {
    cout<<HFMCode[i].bit[j];
   }
   k++;
   cout<<endl;
}
cout<<"转码后的字符串为："<<endl;
std::string str(l);
  size=str.size();    
  for(int i=0;i<size;++i){   
   if(str.at(i)=='A'){
   for(j=HFMCode[0].start;j<=n-1;j++)
   cout<<HFMCode[0].bit[j];
   }
   else if(str.at(i)=='B'){
   for(j=HFMCode[1].start;j<=n-1;j++)
   cout<<HFMCode[1].bit[j];
   }
   else if(str.at(i)=='C'){
   for(j=HFMCode[2].start;j<=n-1;j++)
   cout<<HFMCode[2].bit[j];
   }
   else if(str.at(i)=='D'){
   for(j=HFMCode[3].start;j<=n-1;j++)
   cout<<HFMCode[3].bit[j];
   }
   else{ 
   cout<<"输入有误!"<<endl;
   break;
   }
}
return 0;
}

 

程序本机测试通过，可以放心运行！

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