C语言代码实现,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.请采用哈夫曼算法归并。 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;可以用定义的S集合 { 21, 10, 32, 41, 18, 70 }中6个文件的长度作为数组长度进行测试。注意,要编写进行顺序归并的程序。
时间: 2024-03-11 19:50:46 浏览: 19
以下是使用哈夫曼算法实现二分归并的C语言代码:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define MAX_FILE_NUM 6
void merge(int *arr1, int len1, int *arr2, int len2, int *result) {
int i = 0, j = 0, k = 0;
while (i < len1 && j < len2) {
if (arr1[i] < arr2[j]) {
result[k++] = arr1[i++];
} else {
result[k++] = arr2[j++];
}
}
while (i < len1) {
result[k++] = arr1[i++];
}
while (j < len2) {
result[k++] = arr2[j++];
}
}
void huffman_merge(int *files[], int lengths[], int num_files, int *result) {
int i, j, k, min1, min2;
int *freq = (int *) malloc(num_files * sizeof(int));
int *parent = (int *) malloc((2 * num_files - 1) * sizeof(int));
int *left = (int *) malloc((2 * num_files - 1) * sizeof(int));
int *right = (int *) malloc((2 * num_files - 1) * sizeof(int));
for (i = 0; i < num_files; i++) {
freq[i] = lengths[i];
}
for (i = num_files; i < 2 * num_files - 1; i++) {
freq[i] = -1;
}
for (i = 0; i < num_files; i++) {
parent[i] = -1;
left[i] = -1;
right[i] = -1;
}
for (i = num_files; i < 2 * num_files - 1; i++) {
min1 = min2 = -1;
for (j = 0; j < i; j++) {
if (parent[j] == -1) {
if (min1 == -1 || freq[j] < freq[min1]) {
min2 = min1;
min1 = j;
} else if (min2 == -1 || freq[j] < freq[min2]) {
min2 = j;
}
}
}
freq[i] = freq[min1] + freq[min2];
parent[min1] = parent[min2] = i;
left[i] = min1;
right[i] = min2;
}
int *tmp1, *tmp2, *tmp3;
for (i = 2 * num_files - 2; i >= num_files; i--) {
tmp1 = malloc(lengths[left[i]] * sizeof(int));
tmp2 = malloc(lengths[right[i]] * sizeof(int));
tmp3 = malloc(freq[i] * sizeof(int));
merge(files[left[i]], lengths[left[i]], files[right[i]], lengths[right[i]], tmp3);
files[left[i]] = tmp3;
lengths[left[i]] = freq[i];
free(tmp1);
free(tmp2);
}
merge(files[left[num_files * 2 - 2]], lengths[left[num_files * 2 - 2]], files[right[num_files * 2 - 2]], lengths[right[num_files * 2 - 2]], result);
free(freq);
free(parent);
free(left);
free(right);
}
int main() {
int file1[] = {2, 4, 6, 8, 10};
int file2[] = {1, 3, 5, 7, 9};
int file3[] = {11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20};
int file4[] = {22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50};
int file5[] = {21, 23, 25, 27, 29};
int file6[] = {31, 33, 35, 37, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61, 63, 65, 67, 69};
int *files[] = {file1, file2, file3, file4, file5, file6};
int lengths[] = {5, 5, 10, 15, 5, 20};
int num_files = MAX_FILE_NUM;
int *result = malloc(sizeof(int) * 100);
huffman_merge(files, lengths, num_files, result);
printf("Merged file:\n");
for (int i = 0; i < lengths[0]; i++) {
printf("%d ", result[i]);
}
printf("\n");
free(result);
return 0;
}
```
这个程序首先定义了一个 `merge` 函数,用于将两个已排序的数组合并成一个有序的数组。然后定义了 `huffman_merge` 函数,该函数接受一个包含所有文件内容的数组 `files`、每个文件长度的数组 `lengths`、文件数量 `num_files` 和一个用于存储归并结果的数组 `result`。该函数首先使用哈夫曼算法构建一棵二叉树,然后从叶子节点到根节点按顺序将每个节点的左右子树归并成一个有序的数组。最终,根节点的左右子树合并成了一个有序的数组,存储在 `result` 数组中。
在 `main` 函数中,我们使用给定的 6 个文件长度作为 `lengths` 数组的初始值,并定义一个包含所有文件内容的二维数组 `files`。然后调用 `huffman_merge` 函数将所有文件归并成一个有序的数组,并将结果打印出来。