哈夫曼树的结构算法

哈夫曼树的结构算法12

利用哈夫曼编码进行信息通讯可以大大提高信道利用率，缩短信息传输时间，降低传输成本。但是，这要求在发送端通过一个编码系统对待传数据预先编码；在接收端将传来的数据进行译码（复原）。对于双工信道（即可以双向传输信息的信道），每端都需要一个完整的编/译码系统，试为这样的信息收发站写一个哈夫曼编译码系统。

一个完整的系统应具有以下功能：

（1）（1） I：初始化。从终端读入字符集大小 n ，及 n 个字符和 n 个权值，建立哈夫曼树，并将其存于文件hfmtree中。

（2） C：编码。利用已建好的哈夫曼树（如不在内存，则从文件hfmtree中读入），对文件tobetrans中的正文进行编码，然后将结果存入文件codefile中。

（3） D：译码。利用已建好的哈夫曼树将文件codefile中的代码进行译码，结果存入文件textfile中。

（4） P：打印代码文件。将文件codefi1e以紧凑格式显示在终端上,每行50个代码。同时将此字符形式的编码文件写入文件codeprint中。

（5） T：打印哈夫曼树。将已在内存中的哈夫曼树以直观的方式（树或凹凸表形式）显示在屏幕上，同时将此字符形式的哈夫曼树写入文件treeprint中。

实现提示：

1、用户界面可以设计为“菜单”方式：显示上述功能号，再加上“E”表示结束运性行结束，用户键入一个选择功能字符，则执行相应的功能，此功能执行完毕后再显示此菜单，直至用户选择了“E”为止。

2、在程序的一次执行过程中，第一次执行了I、D 或 C 命令之后，哈夫曼树已经在内存中存在了，不必再读入。每次执行中不一定执行 I 命令，因为文件hfmtree 可能早已建好。

我写的源程序如下：

#include

#include

#include

///////////////////////////////////////////////////////////////////// /////////

/*定义赫夫曼树结点的结构体变量，存放结点的权值、字符、双亲、坐孩子和右孩子*/

typedef struct{

int weight;

char ch; //增加一个域用于存放该节点的字符

int parent,lchild,rchild;

}HTNode,*HuffmanTree;

typedef char **HuffmanCode; //指向赫夫曼编码的指针

///////////////////////////////////////////////////////////////////// /////////

/*本程序用到的函数原型*/

void welcome(); //打印操作选择界面

void HuffmanCoding(HuffmanTree &,char *,int *,int);//建立赫夫曼树的算法

void select(HuffmanTree HT,int j,int *s1,int *s2); //从目前已建好的赫夫曼树中选择parent为0且weight最小的两个结点

void Init(); //输入n个字符及其对应的权值，根据权值建立哈夫曼树

void Coding(); //编码

void Decoding(); //译码

void Print_code(); //打印译码好的代码文件

void Print_tree(); //以凹凸表形式打印哈夫曼树

int Read_tree(HuffmanTree &); //从文件中读入赫夫曼树

void find(HuffmanTree &HT,char *code,char *text,int i,int m);//译码时根据01字符串寻找相应叶子节点的递归算法

void Convert_tree(unsigned char T[100][100],int s,int *i,int j);//将内存中的赫夫曼树转换成凹凸表形式的赫夫曼树

HuffmanTree HT; //全局变量，指向存放赫夫曼树的存储空间

int n=0; //全局变量，存放赫夫曼树叶子结点的数目

int main()

{

char select;

while(1)

{

welcome();

scanf("%c",&select);

switch(select)

{

case 'i':

case 'I':Init();break;

case 'c':

case 'C':Coding();break;

case 'd':

case 'D':Decoding();break;

case 'p':

case 'P':Print_code();break;

case 't':

case 'T':Print_tree();break;

case 'e':

case 'E':exit(1);

default :printf("Input error!\n");

}

getchar();

}

return 0;

}

void welcome() //打印操作选择界面

{

printf("*-----------------------------------------------------*\n"); printf("| What do you want to do? |\n"); printf("|-----------------------------------------------------|\n"); printf("| |\n ");

printf("| I--------------------------Init the Huffman tree. |\n"); printf("| C--------------------------Code your file. |\n"); printf("| D--------------------------Decode the code. |\n"); printf("| P--------------------------Print the codefile. |\n"); printf("| T--------------------------Print the Huffman tree. |\n"); printf("| |\n ");

printf("*-----------------------------------------------------*\n ");

}

///////////////////////////////////////////////////////////////////// /////////////////

/*初始化函数，输入n个字符及其对应的权值，根据权值建立哈夫曼树，并将其存于文件hfmtree中*/

void Init()

{

FILE *fp;

int i,n,w[52]; //w数组存放n个字符的权值

char character[52]; //存放n个字符

printf("\n输入字符个数 n:");

scanf("%d",&n); //输入字符集大小

printf("输入%d个字符及其对应的权值:\n",n);

for (i=0;i

{