C語言實(shí)現(xiàn)哈夫曼樹的構(gòu)建
哈夫曼樹(霍夫曼樹)又稱為最優(yōu)樹.
1、路徑和路徑長度
在一棵樹中,從一個結(jié)點(diǎn)往下可以達(dá)到的孩子或?qū)O子結(jié)點(diǎn)之間的通路,稱為路徑。通路中分支的數(shù)目稱為路徑長度。若規(guī)定根結(jié)點(diǎn)的層數(shù)為1,則從根結(jié)點(diǎn)到第L層結(jié)點(diǎn)的路徑長度為L-1。
2、結(jié)點(diǎn)的權(quán)及帶權(quán)路徑長度
若將樹中結(jié)點(diǎn)賦給一個有著某種含義的數(shù)值,則這個數(shù)值稱為該結(jié)點(diǎn)的權(quán)。結(jié)點(diǎn)的帶權(quán)路徑長度為:從根結(jié)點(diǎn)到該結(jié)點(diǎn)之間的路徑長度與該結(jié)點(diǎn)的權(quán)的乘積。
3、樹的帶權(quán)路徑長度
樹的帶權(quán)路徑長度規(guī)定為所有葉子結(jié)點(diǎn)的帶權(quán)路徑長度之和,記為WPL
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
/* 哈夫曼樹的結(jié)構(gòu)體 */
typedef struct stHuNode
{
int data; //權(quán)值
struct stHuNode* lchild, *rchild;
}HUNODE;
/*
* 找出權(quán)值數(shù)組里面,最小的兩個權(quán)值下標(biāo)
* 函數(shù)請參:HUNODE *pArray[] 存放節(jié)點(diǎn)的指針數(shù)組
int n 數(shù)組里面的元素個數(shù)
int* p1 存放最小權(quán)值的下標(biāo)
int* p2 存放第二小權(quán)值的下標(biāo)
*/
int findSmallData(HUNODE *pArray[] ,int n,int* p1, int* p2)
{
int index = 0;
int fir_small = 0xffff, sec_small = 0xffff;
if(pArray == NULL)
{
return 1;
}
for(index = 0; index < n; index++)
{
/* 當(dāng)前的下標(biāo)下面是有節(jié)點(diǎn)的*/
if(pArray[index] != NULL)
{
if(pArray[index]->data < fir_small)
{
sec_small = fir_small;
fir_small = pArray[index]->data;
*p2 = *p1;
*p1 = index;
}
else if(pArray[index]->data < sec_small)
{
sec_small = pArray[index]->data;
*p2 = index;
}
}
}
return 0;
}
/*
* 函數(shù)功能:構(gòu)建哈夫曼樹
* 函數(shù)請參:int* a 權(quán)值數(shù)組
int n 這個數(shù)組里面有多少個數(shù)據(jù)
*/
HUNODE* createHuTree(int* a, int n)
{
int index = 0;
int fir_small = 0, sec_small = 0;
/* 定義一個指針數(shù)組,最大是100 */
HUNODE *pArray[100];
HUNODE *pNewNode = NULL;
/* 先創(chuàng)建n個root節(jié)點(diǎn)*/
memset(pArray,0,sizeof(HUNODE)*n);
for(index = 0; index < n; index++)
{
pNewNode = (HUNODE*)malloc(sizeof(HUNODE));
memset(pNewNode,0,sizeof(HUNODE));
pNewNode->data = a[index];
pNewNode->lchild = NULL;
pNewNode->rchild = NULL;
/* 把這個節(jié)點(diǎn)存放在指針數(shù)組中去 */
pArray[index] = pNewNode;
}
/* 構(gòu)建哈夫曼樹 */
for(index = 0; index < n-1; index++)
{
/* fir_small 存放最小權(quán)值的下標(biāo) sec_small存放第二個小的權(quán)值下標(biāo)*/
findSmallData(pArray,n,&fir_small,&sec_small);
/* 分配節(jié)點(diǎn)內(nèi)存 */
pNewNode = (HUNODE*)malloc(sizeof(HUNODE));
memset(pNewNode,0,sizeof(HUNODE));
pNewNode->data = pArray[fir_small]->data + pArray[sec_small]->data;
/* 最小的是左孩子,第二小的是右孩子 */
pNewNode->lchild = pArray[fir_small];
pNewNode->rchild = pArray[sec_small];
/* 把新的節(jié)點(diǎn)放入到指針數(shù)組里面去 */
pArray[fir_small] = NULL;
pArray[sec_small] = pNewNode;
}
return pNewNode;
}
/* 前序遍歷該二叉樹 */
void preOrderHuffMan(HUNODE* root)
{
if(root)
{
printf("%d ",root->data);
preOrderHuffMan(root->lchild);
preOrderHuffMan(root->rchild);
}
}
int main()
{
int a[4] = {7,5,2,4};
HUNODE* root = NULL;
/* 構(gòu)建哈夫曼樹 */
root = createHuTree(a,4);
/* 前序遍歷 */
preOrderHuffMan(root);
printf("\n");
return 0;
}
以上就是本文的全部內(nèi)容,希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助,也希望大家多多支持腳本之家。
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