创建哈夫曼树,并实现对其编码,包括以下功能: 1.输入要创建的哈夫曼树的结点数和各结点的权值。 2.建立哈夫曼树:根据输入的结点数和各结点的权值建哈夫曼树。 3.输出哈夫曼树。 4.对哈夫曼树进行编码,并输出其哈夫曼编码的C++代码

时间: 2023-06-28 14:03:49 浏览: 73
以下是实现哈夫曼树的C++代码,包括创建哈夫曼树和对其编码: ```c++ #include <iostream> #include <queue> #include <vector> #include <string> #include <unordered_map> using namespace std; // 定义哈夫曼树节点的结构体 struct HuffmanNode { int val; HuffmanNode* left; HuffmanNode* right; HuffmanNode(int v) : val(v), left(nullptr), right(nullptr) {} }; // 定义哈夫曼树节点比较函数,用于优先队列 struct HuffmanNodeCmp { bool operator()(HuffmanNode* node1, HuffmanNode* node2) { return node1->val > node2->val; } }; // 创建哈夫曼树 HuffmanNode* createHuffmanTree(int n, vector<int>& weights) { priority_queue<HuffmanNode*, vector<HuffmanNode*>, HuffmanNodeCmp> pq; for (int i = 0; i < n; i++) { pq.push(new HuffmanNode(weights[i])); } while (pq.size() > 1) { HuffmanNode* left = pq.top(); pq.pop(); HuffmanNode* right = pq.top(); pq.pop(); HuffmanNode* parent = new HuffmanNode(left->val + right->val); parent->left = left; parent->right = right; pq.push(parent); } return pq.top(); } // 输出哈夫曼树 void printHuffmanTree(HuffmanNode* root, int depth) { if (root == nullptr) { return; } printHuffmanTree(root->right, depth + 1); for (int i = 0; i < depth; i++) { cout << " "; } cout << root->val << endl; printHuffmanTree(root->left, depth + 1); } // 对哈夫曼树进行编码 void encodeHuffmanTree(HuffmanNode* root, string code, unordered_map<int, string>& encodeMap) { if (root == nullptr) { return; } if (root->left == nullptr && root->right == nullptr) { encodeMap[root->val] = code; } encodeHuffmanTree(root->left, code + "0", encodeMap); encodeHuffmanTree(root->right, code + "1", encodeMap); } int main() { int n; cout << "请输入哈夫曼树的结点数:" << endl; cin >> n; vector<int> weights(n); cout << "请输入哈夫曼树各结点的权值:" << endl; for (int i = 0; i < n; i++) { cin >> weights[i]; } HuffmanNode* root = createHuffmanTree(n, weights); cout << "哈夫曼树如下:" << endl; printHuffmanTree(root, 0); unordered_map<int, string> encodeMap; encodeHuffmanTree(root, "", encodeMap); cout << "哈夫曼编码如下:" << endl; for (auto it : encodeMap) { cout << it.first << ":" << it.second << endl; } return 0; } ``` 以上代码中,我们首先定义了一个哈夫曼树节点的结构体 `HuffmanNode`,包含了节点的权值、左右子树指针等信息。为了方便建立哈夫曼树,我们定义了一个比较函数 `HuffmanNodeCmp`,用于优先队列中的节点排序。 在 `createHuffmanTree` 函数中,我们首先将所有节点按照权值从小到大放入优先队列 `pq` 中。然后每次从队列中取出两个权值最小的节点,合并成一个新节点,将其放回队列中。最终队列中只剩下一个节点,即为哈夫曼树的根节点。 在 `printHuffmanTree` 函数中,我们采用中序遍历的方式输出哈夫曼树,使用递归实现。 在 `encodeHuffmanTree` 函数中,我们采用前序遍历的方式对哈夫曼树进行编码。如果遍历到叶子节点,则将该节点的编码存储到哈希表 `encodeMap` 中。 最后,在 `main` 函数中,我们先输入哈夫曼树的结点数和各结点的权值,然后调用 `createHuffmanTree` 函数建立哈夫曼树,并输出哈夫曼树。接着,我们调用 `encodeHuffmanTree` 函数对哈夫曼树进行编码,并输出编码结果。

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