哈夫曼树编码选择函数代码c++
时间: 2023-12-14 22:05:06 浏览: 22
以下是C++实现的哈夫曼树编码选择函数代码:
```c++
void select(HuffmanTree HT, int n, int &s1, int &s2) {
int i;
int min1, min2;
min1 = min2 = MAXVALUE;
for (i = 1; i <= n; i++) {
if (HT[i].parent == 0) {
if (HT[i].weight < min1) {
min2 = min1;
s2 = s1;
min1 = HT[i].weight;
s1 = i;
} else if (HT[i].weight < min2) {
min2 = HT[i].weight;
s2 = i;
}
}
}
}
```
该函数的作用是在哈夫曼树中选择权值最小的两个节点。其中,HT是哈夫曼树,n是叶子节点的个数,s1和s2是指向权值最小的两个节点的指针。该函数的实现过程是遍历哈夫曼树中所有未被标记的节点,找到其中权值最小的两个节点,并将它们的下标分别赋值给s1和s2。
相关问题
构造哈夫曼树并编码代码c++
构造哈夫曼树是一种经典的树形编码方法,主要用于数据压缩和编码领域。构造哈夫曼树的过程主要分为以下几个步骤:
1. 统计字符出现频率:首先需要统计待编码文本中每个字符出现的频率,可以通过遍历文本字符来实现。将字符频率存储于一个数组或者字典中。
2. 构建哈夫曼树:基于字符频率,可以选择合适的数据结构来存储和构建哈夫曼树。在构建过程中,首先将每个字符频率作为一个独立的叶子节点,然后再通过合并最小频率的节点来构造树。
3. 分配编码:根据构建好的哈夫曼树,给每个字符分配一个唯一的编码。从根节点开始,标记左子树为0,右子树为1,遍历哈夫曼树至叶子节点,即可得到每个字符的编码。为了方便查找和使用编码,可以使用数组或者字典来存储字符和其编码的对应关系。
4. 编写编码代码:根据步骤3中得到的字符和编码的对应关系,编写编码函数来实现文本编码。编码函数接受待编码的文本作为输入,然后将文本中的每个字符替换为其对应的编码。
下面是一个简单的C代码示例来演示哈夫曼树的构建和编码过程:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct Node {
char character;
int frequency;
struct Node* left;
struct Node* right;
} Node;
// 构建哈夫曼树
Node* buildHuffmanTree(char* characters, int* frequencies, int n) {
Node** nodes = (Node**)malloc(sizeof(Node*) * n);
for(int i = 0; i < n; i++) {
nodes[i] = (Node*)malloc(sizeof(Node));
nodes[i]->character = characters[i];
nodes[i]->frequency = frequencies[i];
nodes[i]->left = NULL;
nodes[i]->right = NULL;
}
// 构建哈夫曼树
while(n > 1) {
Node* min1 = nodes[0];
int min1Index = 0;
for(int i = 1; i < n; i++) {
if(nodes[i]->frequency < min1->frequency) {
min1 = nodes[i];
min1Index = i;
}
}
Node* min2 = nodes[0 == min1Index ? 1 : 0];
int min2Index = 0 == min1Index ? 1 : 0;
for(int i = 0; i < n; i++) {
if(i != min1Index && nodes[i]->frequency < min2->frequency) {
min2 = nodes[i];
min2Index = i;
}
}
Node* parent = (Node*)malloc(sizeof(Node));
parent->character = '\0';
parent->frequency = min1->frequency + min2->frequency;
parent->left = min1;
parent->right = min2;
nodes[min1Index] = parent;
for(int i = min2Index; i < n - 2; i++) {
nodes[i] = nodes[i + 1];
}
nodes[n - 2] = parent;
n--;
}
return nodes[0];
}
// 分配编码
void assignCode(Node* tree, char** codes, char* code, int depth) {
if(tree->left == NULL && tree->right == NULL) {
codes[tree->character] = code;
return;
}
code[depth] = '0';
code[depth + 1] = '\0';
assignCode(tree->left, codes, code, depth + 1);
code[depth] = '1';
code[depth + 1] = '\0';
assignCode(tree->right, codes, code, depth + 1);
}
// 编码函数
char* encodeText(char* text, char** codes) {
int textSize = strlen(text);
int totalCodeLength = 0;
char* encodedText = (char*)malloc(sizeof(char) * (textSize * 8 + 1));
for(int i = 0; i < textSize; i++) {
char* code = codes[text[i]];
int codeLength = strlen(code);
for(int j = 0; j < codeLength; j++) {
encodedText[totalCodeLength] = code[j];
totalCodeLength++;
}
}
encodedText[totalCodeLength] = '\0';
return encodedText;
}
int main() {
// 示例数据
char characters[] = {'A', 'B', 'C', 'D', 'E'};
int frequencies[] = {2, 3, 4, 6, 8};
int n = sizeof(characters) / sizeof(char);
// 构建哈夫曼树
Node* huffmanTree = buildHuffmanTree(characters, frequencies, n);
// 分配编码
char* codes[256];
char* code = (char*)malloc(sizeof(char) * 256);
assignCode(huffmanTree, codes, code, 0);
// 编码文本
char* text = "ABCDAEBD";
char* encodedText = encodeText(text, codes);
printf("原始文本:%s\n", text);
printf("编码后的文本:%s\n", encodedText);
return 0;
}
```
注意,这只是一个简单的示例代码,实际应用中可能还需要考虑更多的边界条件和错误处理。
哈夫曼树的设计源代码 C++
以下是哈夫曼树的设计源代码,使用了C++语言:
```cpp
#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;
// 定义哈夫曼树节点结构体
struct HuffmanNode {
int weight; // 权值
HuffmanNode *leftChild; // 左子节点指针
HuffmanNode *rightChild; // 右子节点指针
// 构造函数
HuffmanNode(int w) {
weight = w;
leftChild = rightChild = nullptr;
}
};
// 定义哈夫曼树类
class HuffmanTree {
private:
HuffmanNode *root; // 根节点指针
// 比较函数对象,用于优先队列排序
struct cmp {
bool operator()(HuffmanNode *a, HuffmanNode *b) {
return a->weight > b->weight;
}
};
public:
// 构造函数
HuffmanTree(int weights[], int n) {
// 创建优先队列
priority_queue<HuffmanNode*, vector<HuffmanNode*>, cmp> pq;
// 将每个权值转换为节点,并加入优先队列
for (int i = 0; i < n; i++) {
pq.push(new HuffmanNode(weights[i]));
}
// 不断取出两个最小的节点,合并为一个新节点,直到队列中只剩一个节点,即为根节点
while (pq.size() > 1) {
HuffmanNode *left = pq.top();
pq.pop();
HuffmanNode *right = pq.top();
pq.pop();
HuffmanNode *newNode = new HuffmanNode(left->weight + right->weight);
newNode->leftChild = left;
newNode->rightChild = right;
pq.push(newNode);
}
root = pq.top();
}
// 析构函数
~HuffmanTree() {
destroy(root);
}
// 销毁哈夫曼树
void destroy(HuffmanNode *node) {
if (node != nullptr) {
destroy(node->leftChild);
destroy(node->rightChild);
delete node;
}
}
// 获取哈夫曼编码
void getHuffmanCode(HuffmanNode *node, string code, string codes[]) {
if (node->leftChild == nullptr && node->rightChild == nullptr) {
codes[node->weight] = code;
return;
}
getHuffmanCode(node->leftChild, code + "0", codes);
getHuffmanCode(node->rightChild, code + "1", codes);
}
// 输出哈夫曼编码表
void printHuffmanCode(string codes[], int n) {
for (int i = 0; i < n; i++) {
cout << "字符 " << char(i) << " 的哈夫曼编码为:" << codes[i] << endl;
}
}
};
int main() {
const int n = 6;
int weights[n] = {2, 3, 7, 10, 4, 2};
string codes[n];
HuffmanTree tree(weights, n);
tree.getHuffmanCode(tree.root, "", codes);
tree.printHuffmanCode(codes, n);
return 0;
}
```
这个代码实现了哈夫曼树的创建、销毁、获取哈夫曼编码以及输出哈夫曼编码表的功能。