构造哈夫曼树,先序遍历哈夫曼树,计算WPL的值,打印哈夫曼树并释放哈夫曼树的C语言代码

时间: 2024-06-01 21:07:09 浏览: 16
哈夫曼树是一种带权路径长度最短的树,通常用于数据压缩。其构造方法如下: 1. 将所有权值看作一个森林,每个森林都是一个节点,节点的权值为森林中所有节点的权值之和。 2. 从森林中选取两个权值最小的节点组成一棵新树,其权值为这两个节点的权值之和。 3. 将新树插入森林中,并从森林中删除这两个节点。 4. 重复步骤2和步骤3,直到森林中只剩下一个树,即为哈夫曼树。 先序遍历哈夫曼树可以按照以下方式实现: 1. 先输出当前节点的权值。 2. 如果当前节点有左子树,则递归遍历左子树。 3. 如果当前节点有右子树,则递归遍历右子树。 计算WPL(带权路径长度)的值可以按照以下方式实现: 1. 对于每个叶子节点,将其权值乘以其到根节点的路径长度,得到该叶子节点的带权路径长度。 2. 将所有叶子节点的带权路径长度相加,得到WPL的值。 以下是打印哈夫曼树并释放哈夫曼树的C语言代码: ``` #include <stdio.h> #include <stdlib.h> // 哈夫曼树结点 typedef struct HuffmanNode { int weight; // 权值 struct HuffmanNode *leftChild; // 左孩子 struct HuffmanNode *rightChild; // 右孩子 } HuffmanNode, *HuffmanTree; // 构建哈夫曼树 void createHuffmanTree(HuffmanTree *tree, int weights[], int n) { if (n <= 0) { *tree = NULL; return; } // 创建森林 HuffmanNode **forest = (HuffmanNode **)malloc(sizeof(HuffmanNode *) * n); for (int i = 0; i < n; i++) { forest[i] = (HuffmanNode *)malloc(sizeof(HuffmanNode)); forest[i]->weight = weights[i]; forest[i]->leftChild = NULL; forest[i]->rightChild = NULL; } while (n > 1) { // 找到最小的两个结点 int min1 = 0, min2 = 1; if (forest[min1]->weight > forest[min2]->weight) { min1 = 1; min2 = 0; } for (int i = 2; i < n; i++) { if (forest[i]->weight < forest[min1]->weight) { min2 = min1; min1 = i; } else if (forest[i]->weight < forest[min2]->weight) { min2 = i; } } // 合并两个结点 HuffmanNode *newNode = (HuffmanNode *)malloc(sizeof(HuffmanNode)); newNode->weight = forest[min1]->weight + forest[min2]->weight; newNode->leftChild = forest[min1]; newNode->rightChild = forest[min2]; // 将新结点插入森林 forest[min1] = newNode; for (int i = min2; i < n - 1; i++) { forest[i] = forest[i + 1]; } n--; } *tree = forest; free(forest); } // 先序遍历哈夫曼树 void preorderTraversal(HuffmanTree tree) { if (tree != NULL) { printf("%d ", tree->weight); preorderTraversal(tree->leftChild); preorderTraversal(tree->rightChild); } } // 计算WPL的值 int getWPL(HuffmanTree tree, int depth) { if (tree == NULL) { return 0; } else if (tree->leftChild == NULL && tree->rightChild == NULL) { return tree->weight * depth; } else { return getWPL(tree->leftChild, depth + 1) + getWPL(tree->rightChild, depth + 1); } } // 打印哈夫曼树 void printHuffmanTree(HuffmanTree tree, int depth) { if (tree != NULL) { for (int i = 0; i < depth; i++) { printf(" "); } printf("%d\n", tree->weight); printHuffmanTree(tree->leftChild, depth + 1); printHuffmanTree(tree->rightChild, depth + 1); } } // 释放哈夫曼树 void destroyHuffmanTree(HuffmanTree tree) { if (tree != NULL) { destroyHuffmanTree(tree->leftChild); destroyHuffmanTree(tree->rightChild); free(tree); } } int main() { int weights[] = {3, 4, 5, 6, 7, 8}; int n = sizeof(weights) / sizeof(int); HuffmanTree tree; createHuffmanTree(&tree, weights, n); printf("先序遍历哈夫曼树:"); preorderTraversal(tree); printf("\n"); int wpl = getWPL(tree, 0); printf("WPL的值:%d\n", wpl); printf("打印哈夫曼树:\n"); printHuffmanTree(tree, 0); destroyHuffmanTree(tree); return 0; } ```

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