设S={f1,…,fn}是一组不同的长度的有序文件构成的集合,其中fi表示第i个文件的记录个数,现使用二分归并法将这些文件归并成一个有序文件,归并过程可以看成是一棵二叉树.参考教材P102例4.7,请采用两种方法进行二分归并,其中一种为哈夫曼算法。 提示:其中n个文件可用n个数组模拟,文件的内容为数组中已排好序的整数;可以用教材例4.7中定义的S集合中6个文件的长度作为数组长度进行测试。注意,要编写两个数组进行顺序归并的程序。
时间: 2024-03-10 14:50:50 浏览: 235
好的,我了解了你的问题。下面分别介绍两种二分归并方法。
## 1. 顺序归并法
顺序归并法是一种简单、直接的二分归并方法。其基本思想是:将n个文件排成一排,每次从前面选两个文件归并,直到将所有文件归并成一个有序文件。
具体实现步骤如下:
1. 将n个文件按照文件记录的个数从小到大排序,得到有序文件序列S={f1,f2,...,fn};
2. 依次选取S中的相邻两个文件进行归并,得到n/2个有序文件;
3. 重复步骤2,直到只剩下一个有序文件为止。
下面是使用C语言实现的顺序归并法代码:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define MAX 100
// 顺序归并函数
void Merge(int *a[], int b[], int n)
{
int i, j, k, m, t;
for (i = 0; i < n; i++) {
b[i] = a[i][0]; // 初始化b数组
}
for (k = 1; k < n; k++) {
for (i = 0; i < n; i++) {
if (a[i][0] < b[i]) { // 找到最小值
b[i] = a[i][0];
m = i;
}
}
a[m]++; // 将最小值所在文件的指针后移一位
}
}
int main()
{
int i, j, n, t, m = 0;
int *a[MAX], b[MAX];
printf("请输入文件个数:");
scanf("%d", &n);
for (i = 0; i < n; i++) {
printf("请输入第%d个文件的记录数:", i+1);
scanf("%d", &t);
a[i] = (int *)malloc(sizeof(int) * t);
printf("请输入%d个整数,以空格分隔:", t);
for (j = 0; j < t; j++) {
scanf("%d", &a[i][j]);
}
m += t;
}
// 归并
Merge(a, b, n);
// 输出结果
printf("归并后的结果为:");
for (i = 0; i < m; i++) {
printf("%d ", b[i]);
}
printf("\n");
// 释放内存
for (i = 0; i < n; i++) {
free(a[i]);
}
return 0;
}
```
## 2. 哈夫曼归并法
哈夫曼归并法是一种高效的二分归并方法,其基本思想是:将n个文件按照文件记录的个数构建一棵哈夫曼树,将树的叶子结点对应的文件按从左到右的顺序排成一排,从根结点开始递归地将左右子树的文件归并,直到将所有文件归并成一个有序文件。
具体实现步骤如下:
1. 将n个文件按照文件记录的个数从小到大排序,得到有序文件序列S={f1,f2,...,fn};
2. 将S中的每个文件作为一个叶子结点,构建一棵哈夫曼树;
3. 对哈夫曼树进行后序遍历,对叶子结点对应的文件进行归并,直到将所有文件归并成一个有序文件。
下面是使用C语言实现的哈夫曼归并法代码:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define MAX 100
// 定义哈夫曼树结构体
typedef struct _HuffmanTreeNode {
int weight; // 权重(文件记录个数)
int index; // 文件序号
struct _HuffmanTreeNode *left; // 左子树
struct _HuffmanTreeNode *right; // 右子树
} HuffmanTreeNode;
// 构建哈夫曼树
HuffmanTreeNode *BuildHuffmanTree(int *f, int n)
{
int i, j, k;
HuffmanTreeNode *p, *q;
HuffmanTreeNode **h = (HuffmanTreeNode **)malloc(sizeof(HuffmanTreeNode *) * n);
if (h == NULL) {
printf("内存分配失败!\n");
exit(1);
}
for (i = 0; i < n; i++) {
// 初始化叶子结点
p = (HuffmanTreeNode *)malloc(sizeof(HuffmanTreeNode));
if (p == NULL) {
printf("内存分配失败!\n");
exit(1);
}
p->weight = f[i];
p->index = i;
p->left = p->right = NULL;
h[i] = p;
}
// 构建哈夫曼树
for (i = 0; i < n-1; i++) {
// 选出权重最小的两个结点
p = q = NULL;
for (j = 0; j < n-i; j++) {
if (h[j] != NULL && (p == NULL || h[j]->weight < p->weight)) {
q = p;
p = h[j];
} else if (h[j] != NULL && (q == NULL || h[j]->weight < q->weight)) {
q = h[j];
}
}
// 构建新结点
HuffmanTreeNode *r = (HuffmanTreeNode *)malloc(sizeof(HuffmanTreeNode));
if (r == NULL) {
printf("内存分配失败!\n");
exit(1);
}
r->weight = p->weight + q->weight;
r->index = -1;
r->left = p;
r->right = q;
// 删除已使用的结点
h[p->index] = r;
h[q->index] = NULL;
}
// 返回哈夫曼树的根结点
for (i = 0; i < n; i++) {
if (h[i] != NULL) {
free(h);
return h[i];
}
}
free(h);
return NULL;
}
// 递归归并
void Merge(HuffmanTreeNode *root, int *data[], int n)
{
if (root == NULL) {
return;
}
if (root->index >= 0) {
printf("归并文件%d:", root->index);
int i;
for (i = 0; i < n; i++) {
if (i == root->index) {
continue;
}
printf("%d ", data[i][0]);
data[i]++;
}
printf("\n");
}
Merge(root->left, data, n);
Merge(root->right, data, n);
}
int main()
{
int i, j, n, t, m = 0;
int *a[MAX];
printf("请输入文件个数:");
scanf("%d", &n);
for (i = 0; i < n; i++) {
printf("请输入第%d个文件的记录数:", i+1);
scanf("%d", &t);
a[i] = (int *)malloc(sizeof(int) * t);
printf("请输入%d个整数,以空格分隔:", t);
for (j = 0; j < t; j++) {
scanf("%d", &a[i][j]);
}
m += t;
}
// 构建哈夫曼树
HuffmanTreeNode *root = BuildHuffmanTree((int *)a, n);
// 归并
Merge(root, a, n);
// 输出结果
printf("归并后的结果为:");
for (i = 0; i < m; i++) {
printf("%d ", a[0][i]);
}
printf("\n");
// 释放内存
for (i = 0; i < n; i++) {
free(a[i]);
}
return 0;
}
```
以上就是二分归并的两种方法,希望对你有所帮助。
阅读全文