C++实现哈夫曼树构造、编码与解码

哈夫曼树是一种特殊的二叉树，广泛应用于数据压缩算法，如Huffman编码。在本篇C++代码中，作者介绍了如何构建、编码和解码哈夫曼树的基本操作。首先，定义了几个结构体，包括`huffinit`（用于存储字符及其权重）、`huffnode`（表示树节点，包含权重、左右子节点和父节点）以及`huffcode`（用于存储编码后的字符和其对应的代码）。`HuffTree`类是核心，它实现了哈夫曼树的构建、选择最优路径、输出树结构、编码和解码功能。 1. 构建HuffTree： - 初始化时，创建一个大小为2n-1的`tree`数组，其中n是输入字符的数量。每个节点的parent、lchild和rchild属性都设置为-1。 - 将输入的字符权重复制到树节点的weight属性。 - 使用分治法（Selete函数）进行递归选择，将具有最小权重的两个节点合并成一个新的节点，并更新其权重。这个过程会持续直到所有的字符都被合并成一棵完整的哈夫曼树。 2. 选择操作（Selete函数）： - 定义两个辅助变量min1和min2，分别记录当前找到的最小和第二小的权重。遍历前m个节点，如果某个节点的权重大于当前最小值，就更新min1。 - 当遍历结束后，min1和min2分别对应于最小和次小的权重，通过这两个值找到对应的节点m1和m2。 3. 输出操作（Output函数）： - 可能没有具体实现，但这个函数应该用来打印或显示哈夫曼树的结构，以便理解和调试。 4. 编码（Encode函数）： - 输入的是`huffinit`类型的数组和节点数量n，根据哈夫曼树的结构，从根节点开始，沿着编码路径为每个字符生成一个唯一的二进制代码。这个代码存储在`huffcode`数组的`code`字段中。 5. 解码（Decode函数）： - 输入解码的二进制字符串，函数将按照哈夫曼树的编码规则还原出原始字符。这个过程需要知道哈夫曼树的具体结构，因为不同的字符在树中的位置决定了其二进制编码。 通过这个C++实现，读者可以学习到哈夫曼树的基础构建方法，并实际操作编码和解码过程。这种数据压缩技术在通信、数据存储等领域有着广泛应用。理解并掌握这些代码，将有助于提高对哈夫曼编码原理和技术的实际运用能力。