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HuffMan编码

* 对给定的一组权值,实现HuffMan编码,时间复杂度1/2n^2
* 第一步:由已知的n个权值形成哈夫曼的初态                                                                  
* 第二步:建立哈夫曼结点数组。依次对前面已建立的结点作如下处理
*         1. 选择两个权值最小且无双亲的权
*         2. 根据选出来的两个权构造新的哈夫曼结点,修改两个点父亲结点为新建的节点
* 第三步:对哈夫曼树进行哈夫曼编码:从权结点逆序到根节点写出01编码,
          然后再次逆序(正序)存储到哈夫曼编码数组中
  1#include<iostream>
  2#include<iomanip>
  3
  4using std::endl;
  5using std::cout;
  6using std::setw;
  7
  8const int maxlen = 10//HuffMan编码最大长度
  9const int MAX = 100//比任何权重大的一个数
 10
 11struct HuffNode
 12{
 13    int weight;
 14    int parent;
 15    int lchild;
 16    int rchild;
 17}
;
 18
 19struct HuffCode
 20{
 21    int bit[maxlen]; //HuffMan 编码
 22    int length; //HuffMan 编码长度
 23    int weight; 
 24}
;
 25
 26void Huffman(int weight[], int n, HuffNode hn[], HuffCode hc[])
 27{
 28    int i,j,l,r; //l,r分别代表新建的节点所用到的两个结点
 29    int min1,min2; //存储每次选择的最小的两个权
 30
 31    for(i = 0; i != 2*- 1++i) //create Huffman Node,step 1
 32    {
 33        if(i < n)     hn[i].weight= weight[i];
 34        else hn[i].weight = 0;
 35        hn[i].parent = 0;
 36        hn[i].lchild = hn[i].rchild = -1;
 37    }

 38    for(i = 0; i != n-1++i) //create Huffman Node, step 2
 39    {
 40        min1 = min2 = MAX;
 41        l = r = 0;
 42        /* 下面的一段程序本来是想直接通过输入值确定min1,min2的初始值的,因为像上面那个MAX,不知如何给。
 43        但是这个代码错了,因为n+i-1,n+i-2不能保证其parent=0,还没想到其他方法
 44        min1 = hn[n+i-1].weight;        
 45        min2 = hn[n+i-2].weight;
 46        l = n+i-1;
 47        r = n+i-2;
 48        if(min1 > min2)
 49        {
 50            int temp = min1;
 51            min1 = min2;
 52            min2 = temp;
 53            int t = l;
 54            l = r;
 55            r = t;
 56        }
 57        */

 58        //find two minimum data
 59        for(j = 0; j != n+i; j++
 60        {            
 61            if(hn[j].weight < min1 && hn[j].parent == 0)
 62            {
 63                min2 = min1;
 64                min1 = hn[j].weight;
 65                r = l;
 66                l = j;
 67            }

 68            else if(hn[j].weight < min2 && hn[j].parent == 0)
 69            {
 70                min2 = hn[j].weight;
 71                r = j;
 72            }

 73            else ;
 74        }

 75
 76        //create a new Huffman Node
 77        hn[n+i].weight = min1+min2; 
 78        hn[l].parent = n+i;
 79        hn[r].parent = n+i;
 80        hn[n+i].lchild = l;
 81        hn[n+i].rchild = r;
 82    }

 83
 84    int temp[maxlen]; //在此逆序存储Huffman编码
 85    
 86    for(i = 0; i != n; ++i)
 87    {
 88        j = 0;
 89        int child = i;
 90        int parent = hn[i].parent;
 91        while(hn[child].parent != 0//逆序存储
 92        {
 93            if(hn[parent].lchild == child) temp[j++= 0;
 94            else temp[j++= 1;
 95            child = parent;
 96            parent = hn[parent].parent;
 97        }

 98        
 99        //正序存储到HuffCode中
100        int k=0;
101        hc[i].length = j;
102        hc[i].weight = weight[i];
103        while(j) hc[i].bit[k++= temp[--j];
104    }

105
106}

107
108const int N = 7;
109
110int main()
111{
112    int a[N] = {4,2,6,8,3,2,1};
113    HuffNode *hn = new HuffNode[2*N-1];
114    HuffCode *hc = new HuffCode[N];
115
116    Huffman(a,N,hn,hc);
117
118    for(int i=0; i < 2*-1++i)
119    {
120        cout << setw(3<< hn[i].weight << setw(3<< hn[i].parent << setw(3<< hn[i].lchild << setw(3<< hn[i].rchild <<endl;
121    }

122    for(int j=0; j != N; ++j)
123    {
124        cout << "weight = " << hc[j].weight << ", code = ";
125        for(int k = 0; k != hc[j].length; ++k) cout << hc[j].bit[k];
126        cout << endl;
127    }

128    return 0;
129}

posted on 2009-05-07 21:07 幸运草 阅读(742) 评论(0)  编辑 收藏 引用 所属分类: Data Structure


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