【数据结构】【程序填空】赫夫曼编码

2023-07-30 13:10:37 浏览数 (1)

题目描述

给定n个叶子的权值,根据这些权值构造huffman树,并输出huffman编码

参考课本第6.6节的算法6.12,注意算法中数组访问是从位置1开始

赫夫曼构建中,默认左孩子权值不大于右孩子权值

如果遇到两个孩子权值相等,那么按输入顺序或生成顺序来排列。

例如有一个叶子权值是29,后来生成一个中间结点权值也是29,那么叶子为左孩子,中间结点为右孩子

例如有两个叶子权值都是4,那么按输入顺序,先输入权值的叶子是左孩子

请完成以下程序填空

输入

第1行输入n,表示有n个叶子

第2行输入n个权值,权值都是正整数

输出

输出n行,每行输出格式:权值-赫夫曼编码 请参考样例

输入样例1

8 5 29 7 8 14 23 3 11

输出样例1

5-0001 29-10 7-1110 8-1111 14-110 23-01 3-0000 11-001

提示

如果你用二维字符数组保存赫夫曼编码,参考课本算法6.12的代码,不必理会以下内容。

如果用C 的string串保存赫夫曼编码,因为赫夫曼编码是逆序生成的,可以参考以下代码

string s1;  //用临时字符串保存编码生成过程

循环生成编码:

     if (是左分支) s1= '0‘ s1;     if (是右分支) s1= '1‘ s1;

循环结束

HuffCode[i]=s1; //把s1保存到对应叶子的字符串中

如果搞不定赫夫曼编码保存在字符串数组中,那么就在Coding函数中直接输出好了,记得给printCode函数定义一个空函数体

最好还是能搞定O_O

思路分析

一开始尝试用的是数组下标从0开始的,但是后面发现不行,因为算法是通过让权重为0来表示未访问,所以只能从1开始。

构建赫夫曼树比较关键的是每次挑选的两个最小元素的select函数,这里需要格外注意。

还有就是编码的时候,循环的条件是 while (HuffTree[j].parent!=0)。

如果用string的insert函数就不用把编码倒过来,直接每次插头就可以了。

AC代码

代码语言:javascript复制
HuffMan::HuffMan(int n, int *w) {
    lnum = n;
    len = lnum * 2 - 1;
    HuffTree = new HuffNode[len 1];
    HuffCode = new string[lnum];
    for (int i = 1; i <= lnum; i  ) {
        HuffTree[i].weight = w[i-1];
        HuffTree[i].parent = HuffTree[i].lchild = HuffTree[i].rchild = 0;
    }
    for (int i = lnum 1; i <= len; i  )
        HuffTree[i].weight = HuffTree[i].parent = HuffTree[i].lchild = HuffTree[i].rchild = 0;
}

void HuffMan::buildTree() {
    int a, b;
    for (int i = lnum 1; i <= len; i  ) {
        selectMin(i-1, a, b);
        HuffTree[a].parent = HuffTree[b].parent = i;
        HuffTree[i].lchild = a;
        HuffTree[i].rchild = b;
        HuffTree[i].weight = HuffTree[a].weight   HuffTree[b].weight;
    }
}

void HuffMan::selectMin(int n, int &x1, int &x2) {
    x1=x2=0;
    for (int i =1; i <= n; i  )
        if (HuffTree[i].parent == 0) {
            if(x1==0)
                x1=i;
            else if(x2==0)
                x2=i;
            if (HuffTree[i].weight < HuffTree[x1].weight) {
                x2 = x1;
                x1 = i;
            } else if (x2 != 0 && HuffTree[i].weight < HuffTree[x2].weight)
                x2 = i;
        }
}

void HuffMan::Coding() {
    for (int i = 1; i <= lnum; i  ) {
        int j=i;
        while (HuffTree[j].parent!=0) {
            if (HuffTree[HuffTree[j].parent].lchild == j)
                HuffCode[i-1].insert(HuffCode[i-1].begin(),'0');
            else if(HuffTree[HuffTree[j].parent].rchild==j)
                HuffCode[i-1].insert(HuffCode[i-1].begin(),'1');
            j = HuffTree[j].parent;
        }
    }
}

void HuffMan::printCode() {
    for (int i = 1; i <= lnum; i  ) {
        cout << HuffTree[i].weight << '-' << HuffCode[i-1] << endl;
    }
}

HuffMan::~HuffMan() {
    if (HuffTree)
        delete[]HuffTree;
    if (HuffCode)
        delete[]HuffCode;
}

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