C++实现哈夫曼树算法
作者:ChanJose 发布时间:2023-05-21 01:03:46
标签:C++,哈夫曼树
如何建立哈夫曼树的,网上搜索一堆,这里就不写了,直接给代码。
1.哈夫曼树结点类:HuffmanNode.h
#ifndef HuffmanNode_h
#define HuffmanNode_h
template <class T>
struct HuffmanNode {
T weight; // 存储权值
HuffmanNode<T> *leftChild, *rightChild, *parent; // 左、右孩子和父结点
};
#endif /* HuffmanNode_h */
2.哈夫曼树最小堆:HuffmanMinHeap.h
#ifndef HuffmanMinHeap_h
#define HuffmanMinHeap_h
#include "HuffmanNode.h"
#include <iostream>
using namespace std;
const int DefaultSize = 100;
template <class T>
class MinHeap {
public:
MinHeap(); // 构造函数
~MinHeap(); // 析构函数
void Insert(HuffmanNode<T> *current); // 插入
HuffmanNode<T> *getMin(); // 获取最小结点
private:
HuffmanNode<T> *heap; // 动态数组存储最小堆
int CurrentSize; // 目前最小堆的结点数
void ShiftUp(int start); // 向上调整
void ShiftDown(int start, int m); // 下滑
};
// 构造函数
template <class T>
MinHeap<T>::MinHeap() {
heap = new HuffmanNode<T>[DefaultSize]; // 创建堆空间
CurrentSize = 0;
}
// 析构函数
template <class T>
MinHeap<T>::~MinHeap() {
delete []heap; // 释放空间
}
// 插入
template <class T>
void MinHeap<T>::Insert(HuffmanNode<T> *current) {
if(CurrentSize == DefaultSize) {
cout << "堆已满" << endl;
return;
}
// 把current的数据复制到“数组末尾”
heap[CurrentSize] = *current;
// 向上调整堆
ShiftUp(CurrentSize);
CurrentSize++;
}
// 获取最小结点并在堆中删除该结点
template <class T>
HuffmanNode<T> *MinHeap<T>::getMin() {
if(CurrentSize == 0) {
cout << "堆已空!" << endl;
return NULL;
}
HuffmanNode<T> *newNode = new HuffmanNode<T>();
if(newNode == NULL) {
cerr << "存储空间分配失败!" << endl;
exit(1);
}
*newNode = heap[0]; // 将最小结点的数据复制给newNode
heap[0] = heap[CurrentSize-1]; // 用最后一个元素填补
CurrentSize--;
ShiftDown(0, CurrentSize-1); // 从0位置开始向下调整
return newNode;
}
// 向上调整
template <class T>
void MinHeap<T>::ShiftUp(int start) {
// 从start开始,直到0或者当前值大于双亲结点的值时,调整堆
int j = start, i = (j-1)/2; // i是j的双亲
HuffmanNode<T> temp = heap[j];
while(j > 0) {
if(heap[i].weight <= temp.weight)
break;
else {
heap[j] = heap[i];
j = i;
i = (j - 1) / 2;
}
}
heap[j] = temp;
}
// 向下调整
template <class T>
void MinHeap<T>::ShiftDown(int start, int m) {
int i = start, j = 2 * i + 1; // j是i的左子女
HuffmanNode<T> temp = heap[i];
while(j <= m) {
if(j < m && heap[j].weight > heap[j+1].weight)
j++; // 选两个子女中较小者
if(temp.weight <= heap[j].weight)
break;
else {
heap[i] = heap[j];
i = j;
j = 2 * j + 1;
}
}
heap[i] = temp;
}
#endif /* HuffmanMinHeap_h */
3.哈夫曼树实现:HuffmanTree.h
#ifndef HuffmanTree_h
#define HuffmanTree_h
#include "HuffmanMinHeap.h"
#include "HuffmanNode.h"
template <class T>
class HuffmanTree {
public:
HuffmanTree(); // 构造函数
~HuffmanTree(); // 析构函数
void Create(T w[], int n); // 创建哈夫曼树
void Merge(HuffmanNode<T> *first, HuffmanNode<T> *second, HuffmanNode<T> *parent); // 合并
void PreOrder(); // 前序遍历Huffman树
private:
HuffmanNode<T> *root; // 根结点
void Destroy(HuffmanNode<T> *current); // 销毁哈夫曼树
void PreOrder(HuffmanNode<T> *current); // 前序遍历Huffman树
};
// 构造函数
template <class T>
HuffmanTree<T>::HuffmanTree() {
root = NULL;
}
// 析构函数
template <class T>
HuffmanTree<T>::~HuffmanTree() {
Destroy(root); // 销毁哈夫曼树
}
// 销毁哈夫曼树
template <class T>
void HuffmanTree<T>::Destroy(HuffmanNode<T> *current) {
if(current != NULL) { // 不为空
Destroy(current->leftChild); // 递归销毁左子树
Destroy(current->rightChild); // 递归销毁右子树
delete current; // 释放空间
current = NULL;
}
}
// 创建哈夫曼树
template <class T>
void HuffmanTree<T>::Create(T w[], int n) {
int i;
MinHeap<T> hp; // 使用最小堆存放森林
HuffmanNode<T> *first, *second, *parent = NULL;
HuffmanNode<T>*work = new HuffmanNode<T>();
if(work == NULL) {
cerr << "存储空间分配失败!" << endl;
exit(1);
}
for(i = 0; i < n; i++) {
work->weight = w[i];
work->leftChild = work->rightChild = work->parent = NULL;
hp.Insert(work); // 插入到最小堆中
}
for(i=0; i < n-1; i++) { // 做n-1趟,形成Huffman树
first = hp.getMin(); // 获取权值最小的树
second = hp.getMin(); // 获取权值次小的树
parent = new HuffmanNode<T>();
if(parent == NULL) {
cerr << "存储空间分配失败!" << endl;
exit(1);
}
Merge(first, second, parent); // 合并
hp.Insert(parent); // 重新插入到最小堆中
}
root = parent; // 根结点
}
// 合并
template <class T>
void HuffmanTree<T>::Merge(HuffmanNode<T> *first, HuffmanNode<T> *second, HuffmanNode<T> *parent) {
parent->leftChild = first; // 左子树
parent->rightChild = second; // 右子树
parent->weight = first->weight + second->weight; // 父结点权值
first->parent = second->parent = parent; // 父指针
}
// 前序遍历Huffman树
template <class T>
void HuffmanTree<T>::PreOrder() {
PreOrder(root);
}
// 前序遍历Huffman树
template <class T>
void HuffmanTree<T>::PreOrder(HuffmanNode<T> *current) {
if(current != NULL) {
cout << current->weight << " "; // 访问当前结点数据
PreOrder(current->leftChild); // 递归遍历左子树
PreOrder(current->rightChild); // 递归遍历右子树
}
}
#endif /* HuffmanTree_h */
4.测试:main.cpp
#include "HuffmanTree.h"
int main(int argc, const char * argv[]) {
int arr[] = {7, 5, 2, 4};
int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); // 数组长度
HuffmanTree<int> tree; // Huffman树的对象
tree.Create(arr, len); // 创建Huffman树
tree.PreOrder(); // 前序遍历Huffman树
return 0;
}
测试结果:
来源:https://blog.csdn.net/chuanzhouxiao/article/details/88427411


猜你喜欢
- 本文实例讲述了C#实现功能强大的中国农历日历操作类。分享给大家供大家参考。具体如下:这个C#类定义了中国农历日历,除了可以输入正常的日历外还
- 本文实例讲述了C#实现图形区域组合操作的方法。分享给大家供大家参考。具体实现方法如下:using System;using System.C
- 1. 关于POJO类属性为基本类型存在的问题在项目开发中遇到的问题,定义POJO类的时候有些属性定义为了基本数据类型,比如long,shor
- 系统: lc android4.4 在做前后摄像头录像的时候,发现会出现花屏的时候,但不是必现,可能会在某一次重启之后会出现,而且出现之后会
- 扫码枪扫码效果等同于键盘录入,会回调dispatchKeyEvent键盘按下事件。开发环境:有线扫码枪,支持二维码代码1. 接收数据 /**
- 本文实例讲述了C#使用Word中的内置对话框的方法,分享给大家供大家参考。具体实现方法如下:使用 Microsoft Office Word
- 标题index界面加载问题刚开始学习springBoot记录一下遇到的小问题1.index.html加载不出来的问题我习惯性的将index.
- 先看看代码再说:package com.b510.note; import java.math.BigInteger;
- 本文实例讲述了C#实现简单合并word文档的方法。分享给大家供大家参考。具体如下:using System;using System.Col
- ADB全称Android Debug Bridge, 是android sdk里的一个工具, 用这个工具可以直接操作管理android模拟器
- Java源码系列三-工具类Arrays今天分享java的源码的第三弹,Arrays这个工具类的源码。因为近期在复习数据结构,了解到Array
- 首先要引用一下类库:using Ionic.Zip;这个类库可以到网上下载。下面对类库使用的封装方法:得到指定的输入流的ZIP压
- 1、本篇内容本文让大家掌握 springmvc 中异步处理请求,特别牛逼的一个功能,大家一定要掌握。2、看段代码,分析问题@Response
- 本文实例讲述了C#清除字符串内空格的方法,分享给大家供大家参考。具体如下:关键代码如下:/// <summary>/// 清除字
- Spring bean配置单例或多例模式单例spring bean 默认是单例默认,在对应.xml文件中的配置是:<bean id=&
- 一、Filefile是文件和目录路径名的抽象表示1.1 File的用法用法:File file = new File("路径名&q
- 目录推荐教程正文创建-服务端-生成代码创建客户端,生成客户端代码先下载soapUI工具推荐教程idea2021以下最新安装j ihuo 教程
- Spring Cloud 本地属性覆盖注:使用版本版本 spring cloud F SR2当前在项目中使用了Spring cloud 配置
- 在互联网的服务端开发的时候,我们很经常要在一个项目中去调用不同的数据库。在这种情况下,必然要涉及到多数据源问题。那么,我们该如何解决多数据源
- 功能描述上传照片文件名及是系统要识别标签或是照片的名称(人物标识)提取照片脸部特征值(调用 facemesh模型)保存特征值添加样本(调用