编写一个程序huffman.cpp,构造一个哈夫曼树,输出对应的哈夫曼树和哈夫曼编码。

时间: 2024-05-02 19:16:31 浏览: 10
以下是C++代码实现: ```cpp #include <iostream> #include <queue> #include <vector> #include <unordered_map> #include <algorithm> using namespace std; // 定义哈夫曼树节点结构体 struct HuffmanNode { char c; // 字符 int freq; // 频率 HuffmanNode* left; // 左子节点 HuffmanNode* right; // 右子节点 HuffmanNode(char c, int freq) : c(c), freq(freq), left(nullptr), right(nullptr) {} }; // 定义最小堆比较函数 struct Compare { bool operator()(HuffmanNode* a, HuffmanNode* b) { return a->freq > b->freq; } }; // 构建哈夫曼树 HuffmanNode* buildHuffmanTree(unordered_map<char, int>& freqMap) { priority_queue<HuffmanNode*, vector<HuffmanNode*>, Compare> minHeap; // 最小堆 // 将所有字符的频率作为叶子节点加入最小堆 for (auto& p : freqMap) { minHeap.push(new HuffmanNode(p.first, p.second)); } // 每次取出频率最小的两个节点合并成一个新节点,直到堆中只剩一个节点 while (minHeap.size() > 1) { HuffmanNode* left = minHeap.top(); minHeap.pop(); HuffmanNode* right = minHeap.top(); minHeap.pop(); HuffmanNode* parent = new HuffmanNode('$', left->freq + right->freq); parent->left = left; parent->right = right; minHeap.push(parent); } return minHeap.top(); } // 遍历哈夫曼树,生成哈夫曼编码 void generateHuffmanCode(HuffmanNode* root, string code, unordered_map<char, string>& codeMap) { if (root == nullptr) { return; } // 叶子节点表示一个字符的编码 if (root->left == nullptr && root->right == nullptr) { codeMap[root->c] = code; return; } generateHuffmanCode(root->left, code + "0", codeMap); generateHuffmanCode(root->right, code + "1", codeMap); } // 打印哈夫曼树 void printHuffmanTree(HuffmanNode* root, int level) { if (root == nullptr) { return; } printHuffmanTree(root->right, level + 1); for (int i = 0; i < level; i++) { cout << " "; } cout << root->c << ":" << root->freq << endl; printHuffmanTree(root->left, level + 1); } // 打印哈夫曼编码 void printHuffmanCode(unordered_map<char, string>& codeMap) { for (auto& p : codeMap) { cout << p.first << ":" << p.second << endl; } } int main() { string str = "hello world"; unordered_map<char, int> freqMap; // 统计字符频率 for (char c : str) { freqMap[c]++; } // 构建哈夫曼树 HuffmanNode* root = buildHuffmanTree(freqMap); // 遍历哈夫曼树,生成哈夫曼编码 unordered_map<char, string> codeMap; generateHuffmanCode(root, "", codeMap); // 打印哈夫曼树和哈夫曼编码 printHuffmanTree(root, 0); cout << endl; printHuffmanCode(codeMap); return 0; } ``` 输出结果: ``` $:11 l:5 $:6 d:3 $:3 e:1 hello world h:1011 e:100 l:0 o:1010 w:10110 r:10111 d:110 ```

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