写一个构造哈夫曼树的函数,用c语言实现

时间: 2023-06-12 21:03:37 浏览: 116
以下是一个简单的构造哈夫曼树的函数,使用C语言实现: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <stdbool.h> typedef struct node { int freq; char data; struct node *left, *right; } Node; typedef struct { int size; Node **data; } PriorityQueue; Node *createNode(int freq, char data) { Node *newNode = (Node *) malloc(sizeof(Node)); newNode->freq = freq; newNode->data = data; newNode->left = newNode->right = NULL; return newNode; } PriorityQueue *createPriorityQueue(int maxSize) { PriorityQueue *pq = (PriorityQueue *) malloc(sizeof(PriorityQueue)); pq->size = 0; pq->data = (Node **) malloc(maxSize * sizeof(Node *)); return pq; } void swap(Node **a, Node **b) { Node *temp = *a; *a = *b; *b = temp; } void enqueue(PriorityQueue *pq, Node *node) { pq->data[pq->size++] = node; int child = pq->size - 1; int parent = (child - 1) / 2; while (child > 0 && pq->data[child]->freq < pq->data[parent]->freq) { swap(&pq->data[child], &pq->data[parent]); child = parent; parent = (child - 1) / 2; } } Node *dequeue(PriorityQueue *pq) { Node *node = pq->data[0]; pq->data[0] = pq->data[--pq->size]; int parent = 0; int child = 2 * parent + 1; while (child < pq->size) { if (child + 1 < pq->size && pq->data[child + 1]->freq < pq->data[child]->freq) { child++; } if (pq->data[parent]->freq <= pq->data[child]->freq) { break; } swap(&pq->data[parent], &pq->data[child]); parent = child; child = 2 * parent + 1; } return node; } Node *constructHuffmanTree(char *data, int *freq, int size) { PriorityQueue *pq = createPriorityQueue(size); for (int i = 0; i < size; i++) { Node *node = createNode(freq[i], data[i]); enqueue(pq, node); } while (pq->size > 1) { Node *left = dequeue(pq); Node *right = dequeue(pq); Node *parent = createNode(left->freq + right->freq, '\0'); parent->left = left; parent->right = right; enqueue(pq, parent); } return dequeue(pq); } void printHuffmanTree(Node *root) { if (root == NULL) { return; } printf("%c ", root->data); printHuffmanTree(root->left); printHuffmanTree(root->right); } int main() { char data[] = {'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f'}; int freq[] = {5, 9, 12, 13, 16, 45}; int size = sizeof(data) / sizeof(data[0]); Node *root = constructHuffmanTree(data, freq, size); printf("Preorder traversal of constructed Huffman tree: "); printHuffmanTree(root); return 0; } ``` 在这个实现中,我们首先定义了一个节点结构体 Node,用于表示哈夫曼树的节点。每个节点包含一个频率 freq,一个字符 data,以及左子树和右子树的指针 left 和 right。 我们还定义了一个优先队列结构体 PriorityQueue,用于存储节点,并按照频率从小到大排序。我们使用堆实现了这个优先队列,enqueue 函数用于插入一个节点,dequeue 函数用于弹出优先级最高的节点。 最后,我们实现了一个 constructHuffmanTree 函数,用于构造哈夫曼树。该函数接受一个字符数组 data,一个频率数组 freq,以及数组大小 size。它首先将每个字符和频率封装成一个节点,插入到优先队列中。然后,它不断地从优先队列中弹出两个频率最小的节点,并将它们合并成一个新节点。新节点的频率是左右子树的频率之和,左子树和右子树分别为被弹出的两个节点。最后,当优先队列中只剩一个节点时,它就是哈夫曼树的根节点。
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