使用c语言实现:用户输入n个权值,请构造它们的最优二叉树(赫夫曼树)。
时间: 2024-12-14 20:21:14 浏览: 6
基于c语言实现哈夫曼树赫夫曼树
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在C语言中,实现赫夫曼树(最优二叉树),通常需要利用优先队列(如堆数据结构)和贪心算法。赫夫曼树是一种带权重的二叉树,用于最小化构建成本,其中每个非叶节点的权值等于其左右子节点权值之和。
以下是简单的步骤:
1. **读取权值**:首先,从用户那里获取n个权值并存储在一个数组或动态分配的结构体中。
2. **排序权值**:将权值数组按升序排列,这将是构建堆的基础。
3. **初始化堆**:创建一个大小为n的最小堆,堆顶元素是权值数组的第一个元素。
4. **插入和构建树**:
- 循环次数为n-1,因为每次选择两个堆顶元素合并成一个新的节点(新节点的权值是这两个节点的权值之和),然后将这个新节点压入堆中。
- 这样做的结果是一个优先队列,堆顶总是剩余未合并的两个最小节点之一。
5. **生成赫夫曼编码**:遍历最终的赫夫曼树,给每个节点分配一个编码。根节点编码为0,左孩子编码为0,右孩子编码为1,以此类推。叶节点即为原始字符,它们的编码就是从根到叶子节点的所有边的0和1。
6. **输出编码**:最后,将每个字符及其对应的编码打印出来。
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
// 定义节点结构
typedef struct {
int weight;
char code;
struct Node* left, *right;
} Node;
// 创建新节点
Node* newNode(int weight) {
Node* node = (Node*)malloc(sizeof(Node));
node->weight = weight;
node->left = node->right = NULL;
return node;
}
// 插入节点到堆
void insertNode(Node** heap, int weight) {
Node* temp = newNode(weight);
if (*heap == NULL)
*heap = temp;
else {
Node* parent = *heap;
while (parent && parent->weight > temp->weight) {
Node* child = parent;
parent = parent->parent;
child->parent = temp;
if (parent == NULL || temp->weight <= parent->weight)
break;
child->parent = parent;
}
if (parent == NULL)
temp->parent = *heap;
else if (temp->weight < parent->weight)
temp->parent = parent;
else
parent->parent = temp;
}
}
// 构建赫夫曼树
Node* buildHuffmanTree(int weights[], int n) {
// 其他辅助函数省略...
return root; // 根据实际操作,返回最终堆顶节点作为根
}
int main() {
int n, weights[100];
// 读取n和权值
// ...
Node* root = buildHuffmanTree(weights, n);
// 输出编码过程
// ...
return 0;
}
```
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