c语言数据结构类型定义哈夫曼树
时间: 2023-07-01 19:24:14 浏览: 102
在 C 语言中,可以通过结构体和指针来定义和操作哈夫曼树。
首先,定义一个结构体来表示节点的信息,如下所示:
```
struct HuffmanNode {
int weight; // 权重值
int parent; // 父节点位置
int left; // 左子节点位置
int right; // 右子节点位置
};
```
然后,定义一个指向节点的指针数组来存储所有节点:
```
#define MAX_NODE_NUM 100 // 最大节点数
HuffmanNode huffTree[MAX_NODE_NUM];
```
在构建哈夫曼树的过程中,需要不断地取出队列中权重值最小的两个节点,合并成一个新的父节点,并将父节点加入队列。对于每个节点,需要记录其位置以及权重值,因此可以定义一个结构体来表示节点在队列中的信息,如下所示:
```
struct QueueNode {
int pos; // 节点位置
int weight; // 权重值
};
```
然后,定义一个数组来存储所有节点的位置:
```
int queue[MAX_NODE_NUM];
```
在构建哈夫曼树的过程中,可以先将所有叶子节点加入队列中:
```
int n = 0; // 节点数
for (int i = 0; i < num; i++) {
huffTree[i].weight = weights[i];
huffTree[i].parent = -1; // 初始时父节点为-1,表示该节点还没有父节点
huffTree[i].left = -1; // 初始时左子节点为-1,表示该节点是叶子节点
huffTree[i].right = -1; // 初始时右子节点为-1,表示该节点是叶子节点
queue[n++] = i;
}
```
接下来,不断取出队列中权重值最小的两个节点,合并成一个新的父节点,并将父节点加入队列,直到队列中只剩下一个节点:
```
while (n > 1) {
int min1 = 0, min2 = 1;
if (huffTree[queue[min1]].weight > huffTree[queue[min2]].weight) {
swap(min1, min2);
}
for (int i = 2; i < n; i++) {
if (huffTree[queue[i]].weight < huffTree[queue[min1]].weight) {
min2 = min1;
min1 = i;
} else if (huffTree[queue[i]].weight < huffTree[queue[min2]].weight) {
min2 = i;
}
}
int pos1 = queue[min1];
int pos2 = queue[min2];
int parent = n; // 新的父节点的位置为n
n++; // 更新节点数
huffTree[pos1].parent = parent;
huffTree[pos2].parent = parent;
huffTree[parent].weight = huffTree[pos1].weight + huffTree[pos2].weight;
huffTree[parent].left = pos1;
huffTree[parent].right = pos2;
queue[min1] = parent;
queue[min2] = queue[n-1];
}
```
最后,可以通过遍历树来获取每个字符的编码。具体来说,可以从叶子节点开始,沿着父节点不断向上遍历,记录经过的路径(0表示向左,1表示向右),直到根节点。得到的路径即为该字符的哈夫曼编码。
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