C++实现哈夫曼树与编码

"C++哈弗曼树功能的实现，实验报告，介绍哈夫曼树的应用和构建方法，包括统计字符频率、构建哈夫曼树、哈夫曼编码及打印编码，涉及五个主要子程序" 在计算机科学领域，哈夫曼树（Huffman Tree）是一种特殊的二叉树，用于实现哈夫曼编码，这是一种有效的前缀编码方法，常用于数据压缩。哈夫曼树是基于贪心策略构建的，其特性是每个叶子节点代表一个需要编码的字符，而内部节点的权重是其子节点权重之和，且任何两个叶子节点间路径上的边权值之和最小，因此也被称为最优二叉树。 在本实验中，目的是通过以下步骤理解和实现哈夫曼树的功能： 1. **统计字符频率**：函数`int freqchar(char* st)`用于统计字符串`st`中每个字符的出现频率，将这些频率作为构建哈夫曼树的权值。它遍历字符串，计算每个字符的出现次数并存储在数组`num`中，最后返回不为零的字符种类数`n`。 2. **构建哈夫曼树**：`void CreateHuffmanTree(HuffmanTree& HT, int* w, int n)`接收字符频率数组`w`和元素个数`n`，生成哈夫曼树`HT`。初始时，若`n`小于等于1，则不需要构建树，否则，创建`2*n-1`个结点的空间，并通过选择权值最小的两个节点不断合并，构建出最小带权路径长度的二叉树。 3. **哈夫曼编码**：`void HuffmanCoding(HuffmanTree HT, HuffmanCode& HC, int n)`为哈夫曼树`HT`生成哈夫曼编码，将编码存储在`HC`中。编码过程通常通过深度优先搜索或层次遍历实现，每次左分支记为0，右分支记为1。 4. **打印哈夫曼编码**：`void PrintHuffmanCode(HuffmanCode HC, int* w, int n, char* ch)`用于输出编码表，显示每个字符的哈夫曼编码。 5. **选择最小权值节点**：`void Select(HuffmanTree HT, int n, int& s1, int& s2)`在已排序的节点数组中找到权值最小的两个节点，更新`s1`和`s2`为这两个节点的索引。 实验步骤还包括数据结构和核心算法的设计描述，如统计字符频率、构建哈夫曼树的过程，以及如何通过这些核心函数实现哈夫曼编码和打印编码的功能。实验者需按照这些步骤编写和测试代码，确保每个环节都正确无误，以充分理解哈夫曼树和编码的原理及其实现方式。