赫夫曼樹以及赫夫曼編碼

2021-09-30 13:45:59 字數 2055 閱讀 3770

赫夫曼樹,又稱最優樹,是一類帶權路徑長度最短的樹。

首先給出路徑和路徑長度的概念。從樹中乙個節點到另乙個節點之間的分支構成這兩個節點之間的路徑,路徑上的分支數目叫做路徑長度樹的路徑長度是從樹根到每一節點的路徑長度之和。

考慮上帶權的節點。節點的帶權路徑長度為從該結點到樹根之間的路徑長度與節點上權的乘積。樹的帶權路徑長度為樹中所有葉子節點的帶權路徑長度之和,通常記作wpl=∑n

k=0 wklk 。

舉個例子,如下圖

上圖中的樹不是赫夫曼樹,由7,5,2,4構成的赫夫曼樹如圖所示

按照上面的赫夫曼樹,我們將在父節點左邊的路徑用0表示,右邊的用1表示。由此得到

a (0)

b (10)

c (110)

d (111)

這樣的二進位制編碼我們稱為赫夫曼編碼。

1.根據給定的n個權值構成n棵二叉樹的合集f。(每棵二叉樹的左右子樹為空)

2.在f中選取兩棵根結點的權值最小的樹作為左右子樹構造一棵新的二叉樹,且置新的二叉樹的根結點的權值為其左右子樹上根結點的權值之和。

3.在f中刪除這兩棵樹,同時將新得到的二叉樹加入f中。

4.重複步驟2和步驟3,直到f中只剩一棵樹為指。這棵樹便是赫夫曼樹。

#include

#include

#include

#include

typedef

struct tree //建立乙個樹結構

hafftree;

void createhafftree(int* weight,int n,hafftree* phafftree) //建立赫夫曼樹

for(i=0;i1;++i)

else

if(phafftree[j].weight0)

}phafftree[x1].flag=1;

phafftree[x2].flag=1;

phafftree[x1].parent=phafftree[x2].parent=n+i;

phafftree[n+i].weight=min1+min2;

phafftree[n+i].left=x1;

phafftree[n+i].right=x2;

}}void haffcode(hafftree* phafftree,int n,char*** code) //根據赫夫曼樹求赫夫曼碼,由葉子到根求赫夫曼編碼,因此start--

len=strlen(ch+start+1)+1;

(*code)[i]=(char*)malloc(len);

strcpy((*code)[i],ch+start+1);

}}void main()

; int n=sizeof(weight)/sizeof(int);

hafftree* phafftree=(hafftree*)malloc(sizeof(hafftree)*(2*n-1)); //有n個葉子節點,因此總節點個數為2n-1

createhafftree(weight,n,phafftree);

char** code=null;

haffcode(phafftree,n,&code);

for(int i=0;iprintf("%d ",weight[i]);

puts(code[i]);}}

看看結果吧

和根據赫夫曼樹中推出的結果一樣。

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