設計如圖所示
有點長了,如果看着不舒服的話,就下載下來pdf文檔吧
代碼如下
//author:rgh
#pragma warning
#include <iostream>
#include <queue>
#include <vector>
#include <string>
#include <map>
using namespace std;
#define MAX 101
int n;
struct HTreeNode //哈夫曼樹結點類型
{
char data; //字符
int weight; //權值
int parent; //雙親的位置
int lchild; //左孩子的位置
int rchild; //右孩子的位置
};
HTreeNode ht[MAX]; //哈夫曼樹
map<char,string> htcode; //哈夫曼編碼
struct NodeType //優先隊列結點類型
{
int no; //對應哈夫曼樹ht中的位置
char data; //字符
int weight; //權值
bool operator<(const NodeType &s) const
{ //用於創建小根堆
return s.weight<weight;
}
};
void CreateHTree() //構造哈夫曼樹
{
NodeType e,e1,e2;
priority_queue<NodeType> qu;
for (int k=0;k<2*n-1;k++) //設置所有結點的指針域
ht[k].lchild=ht[k].rchild=ht[k].parent=-1;
for (int i=0;i<n;i++) //將n個結點進隊qu
{
e.no=i;
e.data=ht[i].data;
e.weight=ht[i].weight;
qu.push(e);
}
for (int j=n;j<2*n-1;j++) //構造哈夫曼樹的n-1個非葉結點
{
e1=qu.top(); qu.pop(); //出隊權值最小的結點e1
e2=qu.top(); qu.pop(); //出隊權值次小的結點e2
ht[j].weight=e1.weight+e2.weight; //構造哈夫曼樹的非葉結點j
ht[j].lchild=e1.no;
ht[j].rchild=e2.no;
ht[e1.no].parent=j; //修改e1.no的雙親爲結點j
ht[e2.no].parent=j; //修改e2.no的雙親爲結點j
e.no=j; //構造隊列結點e
e.weight=e1.weight+e2.weight;
qu.push(e);
}
}
void CreateHCode() //構造哈夫曼編碼
{
string code;
code.reserve(MAX);
for (int i=0;i<n;i++) //構造葉結點i的哈夫曼編碼
{
code="";
int curno=i;
int f=ht[curno].parent;
while (f!=-1) //循環到根結點
{
if (ht[f].lchild==curno) //curno爲雙親f的左孩子
code='0'+code;
else //curno爲雙親f的右孩子
code='1'+code;
curno=f; f=ht[curno].parent;
}
htcode[ht[i].data]=code; //得到ht[i].data字符的哈夫曼編碼
}
}
void DispHCode() //輸出哈夫曼編碼
{
map<char,string>::iterator it;
for (it=htcode.begin();it!=htcode.end();++it)
cout << " " << it->first << ": " << it->second << endl;
}
void DispHTree() //輸出哈夫曼樹
{
for (int i=0;i<2*n-1;i++)
{
printf(" data=%c, weight=%d, lchild=%d, rchild=%d, parent=%d\n",
ht[i].data,ht[i].weight,ht[i].lchild,ht[i].rchild,ht[i].parent);
}
}
int WPL() //求WPL
{
int wps=0;
for (int i=0;i<n;i++)
wps+=ht[i].weight*htcode[ht[i].data].size();
return wps;
}
int main()
{
n=5;
ht[0].data='a'; ht[0].weight=4; //置初值即n個葉子結點
ht[1].data='b'; ht[1].weight=2;
ht[2].data='c'; ht[2].weight=1;
ht[3].data='d'; ht[3].weight=7;
ht[4].data='e'; ht[4].weight=3;
CreateHTree(); //建立哈夫曼樹
printf("構造的哈夫曼樹:\n");
DispHTree();
CreateHCode(); //求哈夫曼編碼
printf("產生的哈夫曼編碼如下:\n");
DispHCode(); //輸出哈夫曼編碼
printf("WPL=%d\n",WPL());
}