构建哈夫曼树与二叉树遍历详解

需积分: 15 9 下载量 111 浏览量 更新于2024-09-09 2 收藏 5KB TXT 举报
本资源主要介绍了二叉树的三种遍历方法以及哈夫曼树(Huffman Tree)的构建过程。首先,我们来详细阐述二叉树的遍历。 1. **前序遍历(Preorder Traversal)**: 在访问根节点后,遍历左子树再遍历右子树。在C++代码中,虽然没有直接给出前序遍历的实现,但理解这个概念有助于其他遍历方法的理解。 2. **中序遍历(Inorder Traversal)**: 先遍历左子树,然后访问根节点,最后遍历右子树。这在创建哈夫曼树时有重要作用,因为中序遍历可以按照节点权值大小排序。 3. **后序遍历(Postorder Traversal)**: 先遍历左子树和右子树,最后访问根节点。这种遍历方式在某些场景下也很常见,例如计算节点值的表达式或释放递归结构中的内存。 接下来,我们聚焦于**哈夫曼树(Huffman Tree)**的建立。哈夫曼树是一种自底向上的贪心算法,用于数据压缩,通过构建最优二叉树来实现最小化存储所需的编码长度。文件中提供的`CreateHuffmanTree`函数是关键部分: - 函数定义了一个`HuffmanTree`结构,包含`weight`、`parent`、`lchild`和`rchild`属性,分别表示节点的权值、父节点、左孩子和右孩子。 - 首先,初始化一个`HuffmanTree`节点数组,其中0号节点不使用,用于保存节点数量。 - 用户输入每个节点的权值,这些权值将用于构建哈夫曼树。 - 使用`Select`函数进行哈夫曼树的构建过程。这个函数可能涉及到优先队列或者堆的数据结构,每次选取两个权值最小的节点合并,并更新它们在新树中的位置。这个过程会重复直到只剩下一个节点,即得到哈夫曼树。 - 结果是生成了一个带权重的哈夫曼树,每个节点的左孩子和右孩子代表了原二叉树中的两个子节点,而节点的权重则是其子节点权重之和。 最后,文件中还提到一些辅助函数,如`CreateBiTree`和`destroyBiTree`,用于创建和销毁二叉树结构,这与哈夫曼树的建立过程相关,但不是核心的哈夫曼编码部分。在实际应用中,这些辅助函数可能用于构建原始的二叉搜索树,以便后续进行哈夫曼编码的构造。 总结来说,本资源主要讲解了二叉树的三种遍历方法,并重点介绍了如何利用哈夫曼树算法构建用于数据压缩的最优二叉树。通过理解和实现`CreateHuffmanTree`函数,读者可以掌握哈夫曼树的基础构建过程。同时,辅助函数如`CreateBiTree`展示了如何从字符串构建二叉树,为后续哈夫曼编码做好准备。
1325 浏览量
数据结构关于二叉树的建立遍历以及应用二叉树进行编解码 实验要求 必做部分 1. 小明会按照前序的方式输入一棵二叉树。例如,输入$ACG##H##D##BE#I##F##的话,代表了下面这棵树: 2. 请分别按照前序、中序、后序输出这棵树。 选做部分 背景 在影视剧中,我们经常会看到二战期间情报人员使用电报哒哒哒地发送信息,发送电报所使用的编码叫做摩尔斯电码(或者叫做摩斯密码)。甚至在现代,SOS仍然是国际通用的求救信号之一,其“三短、三长、三短”同样是摩斯密码的编码方式。 摩斯密码使用若干个“点”和“划”来表示一个字母,字母和字母之间使用短暂的停顿来表示。例如,一种常见的编码方式为: 字母 摩斯密码 字母 摩斯密码 A .- E . B -... F ..-. C -.-. G --. D -.. H .... 实际上,一个摩斯密码本可以使用一棵二叉树来存储: 上图表示,从根节点start开始,遇到一个点(Dot)就访问它的左子树节点,遇到一个划(Dash)就访问它的右子树节点。例如,三个点...代表了S,三个划---代表了O。所以SOS的摩斯密码是... --- ...(中间用空格隔开,表示短暂的停顿)。再比如,爱疯手机有一种来电铃声的节奏为“哇哇哇 哇-哇- 哇哇哇”,这其实表示的是…… 现在,小明想在课上偷偷跟你传纸条,但又不想被其他同学看到内容。因此他跟你约定,每次给你传纸条时都使用摩斯密码来编写。至于密码本,当然不能使用国际通用的,他会在课前告诉你密码本的内容。然而小明发现,每次写纸条、读纸条都不是很方便,所以他想让你做个程序来自动编码/解码你们的摩斯密码。 题目要求 首先,小明输入的那棵二叉树,代表了你们在这堂课上要使用的摩斯密码本。例如,输入$ACG##H##D##BE#I##F##的话,代表了下面这棵树: 第一个字母$是什么并不重要,因为它只是代表了根节点,而根节点在我们的摩斯电码中并不代表一个字符,仅仅代表“start”。 读入密码本后,请记得按照前序、中序、后序输出这棵树。 然后,小明会输入一个数,代表接下来输入的是明文还是摩斯电码。输入0表示接下来他会输入明文,输入1表示接下来输入的是摩斯电码,输入-1程序退出。 1. 如果输入的是0,代表接下来要输入的是明文。程序接受一个字符串,根据字符串中每一个字母输出对应的摩斯电码,用空格隔开。例如如果小明输入“BED”,则程序应该输出“-空格-.空格.-”。如果遇到密码本中没有的字符,则输出“输入有误”。 2. 如果输入的是1,则表示接下来要输入摩斯电码。小明首先会输入一个数字N,代表有几个电码的输入,例如输入4代表之后会输入4个电码(即这个单词有四个字母)。随后输入空格分割的电码,例如, .. . -- -. 程序需要根据摩斯电码解读出明文单词并输出,例如上面的电码表示“CAFE”。如果遇到密码本中没有的编码,则输出“输入有误”。 输入输出样例 必做部分: 请输入二叉树: $ACG##H##D##BE#I##F## 前序遍历:$ACGHDBEIF 中序遍历:GCHAD$EIBF 后序遍历:GHCDAIEFB$ 选做部分: 请选择(0为明文,1为电码,-1退出):0 请输入明文:BED 摩斯电码为:- -. .- 请选择(0为明文,1为电码,-1退出):1 请输入电码个数:4 请输入电码:.. . -- -. 明文为:CAFE 请选择(0为明文,1为电码,-1退出):-1 // 程序结束