C++ 实验4 哈夫曼树的建立和使用

实验四哈夫曼树的建立及应用

一、实验目的

1、掌握哈夫曼树的基本概念及所有的存储结构。

2、掌握哈夫曼树的建立算法。

3、掌握哈夫曼树的应用（哈夫曼编码和译码）。

二、实习内容

1、给定权值5，29，7，8，14，23，3，11，建立哈夫

曼树，输出哈夫曼编码。

2、对上述给定的哈夫曼树及得到的哈夫曼编码，试输入一

串二

进制编码，输出它的哈夫曼译码。

三、算法描述

将建立哈夫曼树、实现哈夫曼编码、哈夫曼译码都定义成子函数的形式，然后在主函数中调用它们。

建立哈夫曼树时，将哈夫曼树的结构定义为一个结构型的一维数组，每个元素含有四项：权值，双亲，左孩子，右孩子。给定的权值可以从键盘输入，要输出所建立的哈夫曼树，只要输出表示哈夫曼树的一维数组中的全部元素即可。

要实现哈夫曼编码，只要在所建立的哈夫曼树上进行二进制编码：往左走，编码为0，往右走，编码为1，然后将从根结点到树叶中的所有0、1排列起来，则得到该树叶的哈夫曼编码。哈夫曼编码可以用一个结构型的一维数组保存，每个元素包含：编码、编码的开始位置、编码所对应的字符三项。

四、程序清单:

#include

#include

using namespace std;

int x1,x2,s,mm;

int ww[100];

struct element

{

int weight,lchild,rchild,parent;

string bianma;

};

element huffTree[100];

int huff[100];//存储100个权值的数组

void Select(element huffTree[],int m)

{

int min,min2,i;

min=min2=1000;

for(i=0;i

if(huffTree[i].parent==-1)

if(min>huffTree[i].weight )

{

min2=min;

min=huffTree[i].weight ;

x2=x1;

x1=i;

}

else if(min2>huffTree[i].weight )

{

min2=huffTree[i].weight ;

x2=i;

}

}

//哈夫曼树函数

void HuffmanTree(element huffTree[])

{

int i;

cout<<"请设置叶子节点的数量: ";

cin>>s;

cout<<"请依次输入这"<

for(i=0;i

cin>>huff[i];

for(i=0;i<2*s-1;i++)

{

huffTree[i].parent =-1;

huffTree[i].lchild =-1;

huffTree[i].rchild =-1;

}

for(int i1=0;i1

huffTree[i1].weight=huff[i1];

for(int k=s;k<2*s-1;k++)

{

Select(huffTree,k);

huffTree[x1].parent =k;

huffTree[x2].parent =k;

huffTree[k].weight =huffTree[x1].weight +huffTree[x2].weight ;

huffTree[k].lchild =x1;

huffTree[k].rchild =x2;

}

}

void HuffmanBianMa(element huffTree[],int n)

{

int i,j=0;

for(i=2*(n-1);i>n-1;i--)

{

huffTree[huffTree[i].lchild ].bianma ="0";

huffTree[huffTree[i].rchild ].bianma ="1";

}

for(i=0,j=0;j

{

while(huffTree[i].parent !=-1)

{

huffTree[j].bianma

=huffTree[huffTree[i].parent].bianma +huffTree[j].bianma ;

i=huffTree[i].parent ;

}

i=j+1;

}

for(i=0;i

cout<

}

void HuffmanJieMa(element huffTree[],int n)

{

cout<

cin>>mm;

cout<<"请输入依次输入解码串(以回车或者空格为结束输入一个字符): "<

for(int i1=0;i1

cin>>ww[i1];

int j=n,j1;

int i=0;

while(huffTree[j].lchild !=-1&&i

{

if(ww[i]==1) j=huffTree[j].rchild ;

else j=huffTree[j].lchild ;

i++;

if(huffTree[j].lchild ==-1)

{

cout<

j1=j;

j=n;

}

else j1=j;

}

if(huffTree[j1].lchild !=-1) cout<<"部分信息丢失,输入错误,解码失败!"<

}

void main()

{

HuffmanTree(huffTree);

HuffmanBianMa(huffTree,s);

HuffmanJieMa(huffTree,2*(s-1));

system("pause");

}

解码成功: