赫夫曼樹與赫夫曼編碼

2021-09-14 07:42:49 字數 4412 閱讀 2147

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輸入

輸入包含多組資料(不超過100組)

每組資料第一行乙個整數n,表示字元個數。接下來n行,每行有乙個字元ch和乙個整數weight,表示字元ch所對應的權值,中間用空格隔開。

輸入資料保證每組測試資料的字元不會重複。

輸出

對於每組測試資料,按照輸入順序輸出相應的字元以及它們的哈弗曼編碼結果,具體格式見樣例。

樣例輸入

3a 10

b 5c 8

4a 1

b 1c 1

d 1樣例輸出

a:0b:10

c:11

a:00

b:01

c:10

d:11

大致思路就是一次次的尋找最小權值結點構成乙個二叉樹,同時父結點將兩子結點的權值相加並插入,然後將父結點的權值插入到權值陣列裡,如此重複的 查詢結點、生成二叉樹、插入結點,直到陣列裡只剩下最後乙個結點,它就是這棵赫夫曼樹的根結點。

首先這裡有乙個權值陣列,將其存入到一棵樹的葉子結點裡

選出兩個權值最小的結點構成一棵簡單的二叉樹,父結點權值即為兩者之子結點之和

隨後將其父結點插入到結點陣列裡

再次選擇結點,構建二叉樹,插入結點, 重複操作,直到只剩下乙個結點。

如圖所示,最終結點就是這棵樹的根結點,赫夫曼樹構建完畢。

構建過程**如下

//構建哈夫曼樹

void

createhuffmantree

(huffmantree &

ht, int w[

], int n)

//非葉子結點的初始化

for(i = n +

1; i <= m; i++

)//建立非葉子結點即開始構建赫夫曼樹

for(i = n +

1; i <= m; i++

)}

完成了赫夫曼樹的構建,就要用它做點正事了,由此開始**赫夫曼編碼的生成

首先了解一下什麼是赫弗曼編碼——其實就是字首碼的生成,只不過這裡要保證每乙個生成的字首碼都不是其他編碼的字首,這就可以引入上述**得出的赫夫曼樹了。

為什麼赫夫曼樹可以用來生成這樣的字首碼呢?

因為赫夫曼樹為每乙個權值分配了一條路徑,從根結點到某一權值結點的路徑上不會出現其他其他權值結點,其實也就是最初的權值結點都成為了最終赫夫曼樹的葉子結點。

赫夫曼樹中所有葉結點的帶權路徑長度之和——wpl,它的值是比較小的,這也就是它被稱作最優二叉樹的原因。

這一特性使其生成的編碼不會彼此間的字首,而且長度非常的短。

我們可以將左路徑設定為 0,右路徑設定為 1, 依次將每條路徑上的0,1編碼存入字元陣列裡;

在上圖中的赫夫曼樹,從根結點出發,一次向葉結點探索,如果要得到a的字首碼,路徑為右——右,因此它的編碼即為11

再如 11 010 10 011 00 ,它的解碼即為 abcde。

這裡應題目要求,提供了乙個逆向生成的赫夫曼編碼

**段如下

//開始逆向生成赫夫曼編碼

void

creathuffmancode

(huffmantree &

ht, huffmancode *

hc, char *name, int n)

//為第i個編碼分配空間並儲存生成的編碼

hc[i]

=(char *

)malloc

((n - start)

*sizeof

(char));

strcpy(hc

[i],

&cd[start]);

}//釋放cd開始下一組編碼的生成

free

(cd)

;//列印編碼序列

for(i =

1; i <= n; i++

)printf

("%c:%s\n"

, name[i],hc

[i])

;}

不多噴了, 這道題題完整的ac**是這樣的

#include

#include

#include

//haffman 樹的結構

typedef struct

node,

*huffmantree;

//這裡選擇了動態分配陣列

typedef char *huffmancode;

//找出兩個最小權值結點並用指標帶回

void

select

(huffmantree ht

, int n, int *s1, int *s2)

}//繼續遍歷全部結點,找出權值最小的單節點

for(i =

1; i <= n; i++)}

}//找到了最小權值的結點,s1指向

*s1 = min;

//重複操作注意s1的干擾

for(i =

1; i <= n; i++)}

for(i =

1; i <= n; i++)}

}*s2 = min;

}//構建哈夫曼樹

void

createhuffmantree

(huffmantree &

ht, int w[

], int n)

//非葉子結點的初始化

for(i = n +

1; i <= m; i++

)//建立非葉子結點即開始構建赫夫曼樹

for(i = n +

1; i <= m; i++)}

//開始逆向生成赫夫曼編碼

void

creathuffmancode

(huffmantree &

ht, huffmancode *

hc, char *name, int n)

//為第i個編碼分配空間並儲存生成的編碼

hc[i]

=(char *

)malloc

((n - start)

*sizeof

(char));

strcpy(hc

[i],

&cd[start]);

}//釋放cd開始下一組編碼的生成

free

(cd)

;//列印編碼序列

for(i =

1; i <= n; i++

)printf

("%c:%s\n"

, name[i],hc

[i]);}

int main

(void

)createhuffmantree(ht

, w, n)

;creathuffmancode(ht

,&hc, name, n);}

return0;

}

首先、這篇部落格裡的些許內容借鑑了其他人的文章,畢竟資料結構的題目無論是設計,還是debug,都太費勁了, 我選擇了最優路徑。。。。。(流汗)

第二、

自從學習樹的第一講開始,就意識到以後的資料結構也會愈漸複雜,遇到的問題解決起來會越來越費勁,有些東西實現起來簡直是肝到爆,一次次的除錯更是弄得人心態**,但不管怎麼說——不能草草了事

最後、

老規矩,ac了就趕緊睡覺, 頭髮最重要。。。。。。。

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問題描述 利用huffman編碼進行通訊可以大大提高通道利用率,縮短資訊傳輸時間,降低傳輸成本。但是,這要求在傳送端通過乙個編碼系統對待傳資料預先編碼,在接受端將傳來的資料編碼進行解碼 復原 對於有些通道,每端都需要乙個完整的編 解碼系統。試為這樣的資訊收發站編寫乙個huffman的編 解碼系統。給...

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