資料結構基礎整理 樹 09 赫夫曼樹

2021-10-03 03:59:56 字數 2018 閱讀 6090

給定n個權值作為n個葉子結點,構造一棵二叉樹,若該樹的帶權路徑長度達到最小,稱這樣的二叉樹為最優二叉樹,也稱為哈夫曼樹(huffman tree)。哈夫曼樹是帶權路徑長度最短的樹,權值較大的結點離根較近。

赫夫曼樹沒有使用真正的樹結構,而是用陣列來控制相應的結構,每乙個赫夫曼結點應該包含下列資訊。其中parent,left,right分別是父結點,左右孩子的下標。weight是結點的權值。

typedef struct

htnode, * huffmantree;

在 n 個權值中選出兩個最小的權值,對應的兩個結點組成乙個新的二叉樹,且新二叉樹的根結點的權值為左右孩子權值的和。

原有的 n 個權值中刪除那兩個最小的權值,同時將新的權值加入到 n–2 個權值的行列中,以此類推;

重複 1 和 2 ,直到所以的結點構建成了一棵二叉樹為止,這棵樹就是哈夫曼樹。

//篩選赫夫曼樹中未構建樹且權值最小的兩個結點

//end是赫夫曼樹的終點下標,s1,s2分別是最小的兩個結點的下標

void select(huffmantree ht, int end, int* s1, int* s2)

min1 = ht[i].weight;

*s1 = i;

i++;

while (ht[i].parent != 0 && i <= end)//再尋找乙個最近的,還沒有構建樹的結點

if (ht[i].weight < min1)//比較兩個結點的權值

else

for (int j = i + 1; j <= end; j++)//與剩下的所有的還未建立樹的結點進行比較

if (ht[j].weight < min1)//如果比最小的還小,替換最小的,原來最小的變成min2

if (ht[j].weight >= min1 && ht[j].weight < min2)//如果位於二者之間

}}

//建立赫夫曼樹

//w為儲存結點權值的陣列,n為結點個數

void createhuffmantree(huffmantree* ht, int* w, int n)

for (int i = n + 1; i <= m; i++)//構建哈夫曼樹

}

從葉子結點一直找到根結點,逆向記錄途中經過的標記。

從根結點出發,一直到葉子結點,記錄途中經過的標記。

typedef char ** huffmancode;
//hc為儲存結點哈夫曼編碼的二維動態陣列,n為結點的個數

void huffmancoding(huffmantree ht, huffmancode* hc, int n)

else

c = j; //以父結點為孩子結點,繼續朝樹根的方向遍歷

j = ht[j].parent;

} //跳出迴圈後,cd陣列中從下標 start 開始,存放的就是該結點的哈夫曼編碼

(*hc)[i] = (char*)malloc((n - start) * sizeof(char));

strcpy((*hc)[i], &cd[start]);

} free(cd);

}

//從根結點到葉子結點

void huffmancoding(huffmantree ht, huffmancode* hc, int n)

//一開始 p 初始化為 m,也就是從樹根開始。一直到p為0

while (p)

//當前結點沒有左孩子,也沒有右孩子,說明為葉子結點,直接記錄哈夫曼編碼

else if (ht[p].right == 0)

}//如果weight為1,說明訪問過一次,即是從其左孩子返回的

else if (ht[p].weight == 1)

}//如果訪問次數為 2,說明左右孩子都遍歷完了,返回父結點

else

}}

資料結構 赫夫曼樹

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