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哈夫曼树的构建(C语言)

2019年11月22日  | 移动技术网IT编程  | 我要评论

上上城第三季业主论坛,广州ume,中国梦 作文

哈夫曼树的构建(c语言)

算法思路

主要包括两部分算法,一个是在数组中找到权值最小、且无父结点两个结点位置,因为只有无父结点才能继续组成树; 另一个就是根据这两个结点来修改相关结点值。

  1. 结构定义和头文件

     
     1 #include <stdio.h>
     2  #include <malloc.h>
     3  #include <stdlib.h>
     4  #include <string.h>
     5  ​
     6  #define overflow -1
     7  ​
     8  typedef struct {
     9      int weight;//结点权值
    10      int lchild, rchild, parent;//结点左、右孩子、父结点
    11  }hnode,*htree;

     

  2. 在数组中找到目前权值最小的两个结点 由于哈夫曼树规定结点左子树权值小于右子树,所以我这里把权值较小的那个结点位置赋给p1

    这部分我先找到前两个无父结点的结点位置赋给p1和p2,再继续遍历之后的与当前的p1和p2位置的结点权值比较

    • 若结点有父结点,直接跳过

    • 若结点无父结点,且权值小于p1,则将该位置赋给p1,令p2等于之前的p1

    • 若结点无父结点,且权值大于p1、小于p2,则将该位置赋给p2

     1  void selectmin(htree ht,int length, int* p1, int* p2) {//搜索当前数组中无父结点的权值最小的两个结点的下标
     2      int i = 1;//数组下标从1开始,0不用
     3  ​
     4      while (ht[i].parent!= 0 && i <= length)//遍历到第一个无父结点的结点位置
     5          i++;
     6      *p1 = i;        i++;
     7      while (ht[i].parent!= 0 && i <= length)//遍历到第二个无父结点的结点位置
     8          i++;
     9      *p2 = i;        i++;
    10  ​
    11      if (ht[*p1].weight > ht[*p2].weight) {//令p1始终指向较小权值的结点位置
    12          int temp = *p1;
    13          *p1 = *p2;
    14          *p2 = temp;
    15      }
    16  ​
    17      for (int n = i; n <= length; n++) {//继续遍历,比较之后的无父结点的结点权值与p1、p2
    18          if (ht[n].parent != 0)//若该结点有父结点,直接跳过
    19              continue;
    20          else if (ht[n].weight < ht[*p1].weight) {//若该结点权值小于p1,令p1等于n,p2等于p1
    21              *p2 = *p1;
    22              *p1 = n;
    23          }
    24          else if (ht[n].weight > ht[*p1].weight&& ht[n].weight < ht[*p2].weight)//若该结点权值大于p1,小于p2,令*p2=n
    25              *p2 = n;
    26      }
    27  ​
    28      return;
    29  }

     

  3. 构建哈夫曼树

     1  void createhuffmantree() {//构建哈夫曼树
     2      int lnode;//哈夫曼树叶子结点数
     3      printf("input leafnode number:");
     4      scanf_s("%d", &lnode);
     5      int length=2*lnode-1;//哈夫曼树结点数=2*叶子节点数-1
     6  ​
     7      htree ht = (htree)malloc(sizeof(hnode) * (length + 1));//数组下标从1开始,所以分配(length+1)大小空间
     8      if (!ht)        exit(overflow);
     9      memset(ht, 0, sizeof(hnode) * (length + 1));//将数组内元素都初始化为0
    10  ​
    11      htree p = ht;
    12      for (int i = lnode + 1; i <=length; i++) {//把所有非叶子节点的结点权值规定为无穷大,否则会影响接下来选择结点最小值
    13          (p + i)->weight = 65535;
    14      }
    15  ​
    16  ​
    17      printf("input leafnode weight:");
    18      for (int i = 1; i <= lnode; i++) {//输入叶子结点权值
    19          scanf_s("%d", &(p+i)->weight);
    20      }
    21  ​
    22      int p1, p2;
    23      for (int i = lnode+1; i <= length; i++) {//从第一个非叶子结点开始遍历
    24          selectmin(p, length, &p1, &p2);
    25          (p + i)->lchild = p1;//修改左子树的值
    26          (p + i)->rchild = p2;//修改左子树的值
    27          (p + i)->weight = (p + p1)->weight + (p + p2)->weight;//修改权值
    28          (p + p1)->parent = i;//修改左子树的父结点值
    29          (p + p2)->parent = i;//修改右子树的父结点值
    30      }
    31  ​
    32      for (int i = 1; i <= length; i++) {
    33          printf("%3d    %3d   %3d   %3d   %3d\n", i, (p + i)->weight, (p + i)->parent, (p + i)->lchild, (p + i)->rchild);//遍历输出
    34      }
    35  ​
    36      return;
    37  }

     

  4. 主函数及具体实例

    1  int main() {
    2  ​
    3      createhuffmantree();
    4      return 0;
    5  }

     

自我总结

写这部分时候动态数组分配和使用那里耗了点时间,主要原因还是不太熟以及vs的操作太迷了。经过这次训练又加深了一点理解,vs的调试也逐渐能够熟练使用了,还是挺开心的。

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