哈夫曼树&&哈夫曼编码

哈夫曼树&&哈夫曼编码

1、源代码（详解见注释）

#include <stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
typedef struct {
    int weight;
    int parent,lchild,rchild;
}HTNode,*HuffmanTree;   //动态分配数组存储赫夫曼树
typedef char* HCNode;
typedef HCNode* HuffmanCode;		//动态分配数组存储哈夫曼编码表
void Select(HuffmanTree HT,int m,int *s1,int *s2){  //在HT【1，m】中选择parent为0且weight最小的两个结点，其序号分别为s1,s2
    int i,min1=2000,min2=2000,a=0,b=0;
    for(i=1;i<=m;i++){
        if(HT[i].parent==0&&(HT[i].weight<min1||HT[i].weight<min2)){
            if(HT[i].weight<min1){
                min1=HT[i].weight;
                a=i;
            }else{
                min2=HT[i].weight;
                b=i;
            }
        }
    }
    *s1=a;*s2=b;
}
//w存放n个字符的权值，构造赫夫曼树HT
void HuffmanCoding(HuffmanTree *HT,int *w,int n){
    if(n<=1) return;
    int m=2*n-1;   //n个字符（叶子节点）需要2n-1个节点
    *HT=(HuffmanTree)malloc((m+1)*sizeof(HTNode));  //0号单元未用
    HuffmanTree p;
    int i,s1,s2;
    for(i=1; i<=m; i++)									//初始化结点[1...2*n+1]，存储叶子结点及双亲结点
    {
        if(i<=n)
            (*HT)[i].weight = w[i-1];						//[1...n]，叶子结点
        else
            (*HT)[i].weight = 0;						//[n+1...2*n+1]，双亲结点

        (*HT)[i].parent = 0;
        (*HT)[i].lchild = 0;
        (*HT)[i].rchild = 0;
    }
    for(i=n+1;i<=m;i++){
        Select(*HT,i-1,&s1,&s2);  //构造赫夫曼树
        (*HT)[s1].parent=i;
        (*HT)[s2].parent=i;
        (*HT)[i].lchild=s1;
        (*HT)[i].rchild=s2;
        (*HT)[i].weight=(*HT)[s1].weight+(*HT)[s2].weight;
    }
}
//从叶子到根逆向求每个字符的赫夫曼编码
void HuffmanCodingFinding(HuffmanTree HT,HuffmanCode *HC,int n){
    *HC=(HuffmanCode)malloc((n+1)*sizeof(char*));     //相当于二维数组,分配n个字符编码的头指针向量,0号单元不用
    char *cd;
    int start;
    cd=(char*)malloc(n*sizeof(char));         //分配求编码的工作空间（暂时存放)，每个编码最多有n-1个字符组成
    cd[n-1]='\0';                            //结束标志
    for(int i=1; i<=n; i++)									//逐次求每个叶子结点的哈夫曼编码
    {
        start = n - 1;									//赋值起点
        for(int c=i,f=HT[i].parent; f!=0; c=f,f=HT[f].parent)
        {
            if(HT[f].lchild==c)
                cd[--start] = '0';
            else
                cd[--start] = '1';
        }
        (*HC)[i] = (char*)malloc((n-start)*sizeof(char));
        strcpy((*HC)[i], &cd[start]);					//从start开始复制
    }
    free(cd);
}
//测试函数
int main()
{
    int w[8]={5,29,7,8,14,23,3,11};
    HuffmanTree HT;
    HuffmanCode HC;
    HuffmanCoding(&HT,w,8);
    HuffmanCodingFinding(HT,&HC,8);
    for(int i=1;i<=8;i++)
       printf("%s\n",HC[i]);
}

2、结果