哈夫曼樹

#include<stdio.h>
#define n 5  //葉子數目
#define m (2*n-1)    //結點總數
#define maxval 10000.0
#define maxsize 100   //哈夫曼編碼的最大位數
typedef struct
{
 char ch;
 float weight;
 int lchild,rchild,parent;
}hufmtree;
typedef struct
{
 char bits[n];   //位串
 int start;      //編碼在位串中的起始位置
 char ch;        //字符
}codetype;

void huffman(hufmtree tree[]);//建立哈夫曼樹
void huffmancode(codetype code[],hufmtree tree[]);//根據哈夫曼樹求出哈夫曼編碼
void decode(hufmtree tree[]);//依次讀入電文，根據哈夫曼樹譯碼

int main()
{
 printf("                            ——哈夫曼編碼——\n");
 printf("總共有%d個字符\n",n);
 hufmtree tree[m];
 codetype code[n];
 int i,j;//循環變量
 huffman(tree);//建立哈夫曼樹
 huffmancode(code,tree);//根據哈夫曼樹求出哈夫曼編碼
 printf("【輸出每個字符的哈夫曼編碼】\n");
 for(i=0;i<n;i++)
 {
  printf("%c: ",code[i].ch);
  for(j=code[i].start;j<n;j++)
   printf("%c ",code[i].bits[j]);
  printf("\n");
 }
 printf("【讀入電文，並進行譯碼】\n");
 decode(tree);//依次讀入電文，根據哈夫曼樹譯碼
}

void huffman(hufmtree tree[])//建立哈夫曼樹
{
 int i,j,p1,p2;//p1,p2分別記住每次合並時權值最小和次小的兩個根結點的下標
 float small1,small2,f;
 char c;
 for(i=0;i<m;i++)    //初始化
 {
  tree[i].parent=0;
  tree[i].lchild=-1;
  tree[i].rchild=-1;
  tree[i].weight=0.0;
 }
 printf("【依次讀入前%d個結點的字符及權值(中間用空格隔開)】\n",n);
 for(i=0;i<n;i++)  //讀入前n個結點的字符及權值
 {
  printf("輸入第%d個字符為和權值",i+1);
  scanf("%c %f",&c,&f);
  getchar();
  tree[i].ch=c;
  tree[i].weight=f;
 }
 for(i=n;i<m;i++)      //進行n-1次合並，產生n-1個新結點
 {
  p1=0;p2=0;
  small1=maxval;small2=maxval;   //maxval是float類型的最大值
  for(j=0;j<i;j++)    //選出兩個權值最小的根結點
   if(tree[j].parent==0)
    if(tree[j].weight<small1)
    {
     small2=small1;  //改變最小權、次小權及對應的位置
     small1=tree[j].weight;
     p2=p1;
     p1=j;
    }
    else
     if(tree[j].weight<small2)
     {
      small2=tree[j].weight;  //改變次小權及位置
      p2=j;
     }
  tree[p1].parent=i;
  tree[p2].parent=i;
  tree[i].lchild=p1;  //最小權根結點是新結點的左孩子
  tree[i].rchild=p2;  //次小權根結點是新結點的右孩子
  tree[i].weight=tree[p1].weight+tree[p2].weight;
 }
}//huffman

void huffmancode(codetype code[],hufmtree tree[])//根據哈夫曼樹求出哈夫曼編碼
//codetype code[]為求出的哈夫曼編碼
//hufmtree tree[]為已知的哈夫曼樹
{
 int i,c,p;
 codetype cd;   //緩沖變量
 for(i=0;i<n;i++)
 {
  cd.start=n;
  cd.ch=tree[i].ch;
  c=i;       //從葉結點出發向上回溯
  p=tree[i].parent;   //tree[p]是tree[i]的雙親
  while(p!=0)
  {
   cd.start--;
   if(tree[p].lchild==c)
    cd.bits[cd.start]='0';   //tree[i]是左子樹，生成代碼'0'
   else
    cd.bits[cd.start]='1';   //tree[i]是右子樹，生成代碼'1'
   c=p;
   p=tree[p].parent;
  }
  code[i]=cd;    //第i+1個字符的編碼存入code[i]
 }
}//huffmancode

void decode(hufmtree tree[])//依次讀入電文，根據哈夫曼樹譯碼
{
 int i,j=0;
 char b[maxsize];
 char endflag='2';    //電文結束標志取2
 i=m-1;             //從根結點開始往下搜索
 printf("輸入發送的編碼(以'2'為結束標志)：");
 gets(b);
 printf("譯碼后的字符為");
 while(b[j]!='2')
 {
  if(b[j]=='0')
   i=tree[i].lchild;   //走向左孩子
  else
   i=tree[i].rchild;   //走向右孩子
  if(tree[i].lchild==-1)     //tree[i]是葉結點
  {
   printf("%c",tree[i].ch);
   i=m-1;      //回到根結點
  }
  j++;
 }
 printf("\n");
 if(tree[i].lchild!=-1&&b[j]!='2')   //電文讀完，但尚未到葉子結點
  printf("\nERROR\n");  //輸入電文有錯
}//decode