algo6-2.cpp

关于数据结构中树的存储结构、遍历及其应用

 // algo6-2.cpp 实现算法6.13的程序
 #include"c1.h"
 #include"c6-7.h"
 #include"func6-1.cpp"

 void HuffmanCoding(HuffmanTree &HT,HuffmanCode &HC,int *w,int n) // 前半部分为算法6.12
 { // w存放n个字符的权值(均>0)，构造赫夫曼树HT，并求出n个字符的赫夫曼编码HC
   int m,i,s1,s2; // 此句与algo6-1.cpp不同
   unsigned c,cdlen; // 此句与algo6-1.cpp不同
   HuffmanTree p;
   char *cd;
   if(n<=1)
     return;
   m=2*n-1;
   HT=(HuffmanTree)malloc((m+1)*sizeof(HTNode)); // 0号单元未用
   for(p=HT+1,i=1;i<=n;++i,++p,++w)
   {
     (*p).weight=*w;
     (*p).parent=0;
     (*p).lchild=0;
     (*p).rchild=0;
   }
   for(;i<=m;++i,++p)
     (*p).parent=0;
   for(i=n+1;i<=m;++i) // 建赫夫曼树
   { // 在HT[1～i-1]中选择parent为0且weight最小的两个结点，其序号分别为s1和s2
     select(HT,i-1,s1,s2);
     HT[s1].parent=HT[s2].parent=i;
     HT[i].lchild=s1;
     HT[i].rchild=s2;
     HT[i].weight=HT[s1].weight+HT[s2].weight;
   }
   // 以下为算法6.13，无栈非递归遍历赫夫曼树，求赫夫曼编码，以上同算法6.12
   HC=(HuffmanCode)malloc((n+1)*sizeof(char*));
   // 分配n个字符编码的头指针向量([0]不用)
   cd=(char*)malloc(n*sizeof(char)); // 分配求编码的工作空间
   c=m;
   cdlen=0;
   for(i=1;i<=m;++i)
     HT[i].weight=0; // 遍历赫夫曼树时用作结点状态标志
   while(c)
   {
     if(HT[c].weight==0)
     { // 向左
       HT[c].weight=1;
       if(HT[c].lchild!=0)
       {
         c=HT[c].lchild;
         cd[cdlen++]='0';
       }
       else if(HT[c].rchild==0)
       { // 登记叶子结点的字符的编码
         HC[c]=(char *)malloc((cdlen+1)*sizeof(char));
         cd[cdlen]='\0';
         strcpy(HC[c],cd); // 复制编码(串)
       }
     }
     else if(HT[c].weight==1)
     { // 向右
       HT[c].weight=2;
       if(HT[c].rchild!=0)
       {
         c=HT[c].rchild;
         cd[cdlen++]='1';
       }
     }
     else
     { // HT[c].weight==2，退回
       HT[c].weight=0;
       c=HT[c].parent;
       --cdlen; // 退到父结点，编码长度减1
     }
   }
   free(cd);
 }

 void main()
 { // 主程序同algo6-1.cpp
   HuffmanTree HT;
   HuffmanCode HC;
   int *w,n,i;
   printf("请输入权值的个数(>1): ");
   scanf("%d",&n);
   w=(int *)malloc(n*sizeof(int));
   printf("请依次输入%d个权值(整型):\n",n);
   for(i=0;i<=n-1;i++)
     scanf("%d",w+i);
   HuffmanCoding(HT,HC,w,n);
   for(i=1;i<=n;i++)
     puts(HC[i]);
 }