数据结构之C语言实现哈夫曼树的存储结构与创建

本文包含两个文件的代码和一张测试效果图：

HuffmanTree.h文件： 哈夫曼树的存储结构与创建函数
HuffmanCreatTest.cpp文件： 用于测试

效果图：（如下）

HuffmanTree.h文件：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
 
typedef struct{
	int weight;
	int parent,lchild,rchild;
}HTNode, *HuffmanTree;
 
void Select(HuffmanTree HT, int n, int *s1, int *s2)
{
    int minum;      // 定义一个临时变量保存最小值?
    for(int i = 1; i <= n; i++)     // 以下是找到第一个最小值
    {
        if(HT[i].parent == 0)
        {
            minum = i;
            break;
        }
    }
    for(int i = 1; i <= n; i++)
    {
        if(HT[i].parent == 0)
            if(HT[i].weight < HT[minum].weight)
                minum = i;
    }
    *s1 = minum;
    // 以下是找到第二个最小值，且与第一个不同
    for(int i = 1; i <= n; i++)     
    {
        if(HT[i].parent == 0 && i != *s1)
        {
            minum = i;
            break;
        }
    }
    for(int i = 1; i <= n; i++)
    {
        if(HT[i].parent == 0 && i != *s1)
            if(HT[i].weight < HT[minum].weight)
                minum = i;
    }
    *s2 = minum;
}
 
void CreateHuffmanTree(HuffmanTree &HT, int *w, int n)
{
	if(n <= 1){
		return;
	}	
	int m, i, s1, s2;
	m = 2 * n - 1;
    HT = (HuffmanTree)malloc((m+1)*sizeof(HTNode)); // 分配空间
    for(i = 1; i <= m; i++){ //将1~m号结点初始化 
        HT[i].weight = w[i];
        HT[i].parent = 0;
        HT[i].lchild = 0;
        HT[i].rchild = 0;
    }
    printf("\n哈夫曼树是: \n");
 	int num = 1;
    for(i = n + 1; i <= m; i++){ //通过n-1次的【选择】、【删除】、【合并】来创建哈夫曼树   
		
		//【选择】在HT[k](1<=k<=i-1)中选择两个：双亲域为0且权值最小的结点，并返回它们在HT中的序号s1和s2
		Select(HT, i-1, &s1, &s2);
        
        //【删除】得到新结点i，从森林中删除s1，s2，即将s1和s2的双亲域由0改为i 
		HT[s1].parent = i;
		HT[s2].parent = i;

        // 【合并】将s1和s2的权值和作为一个新结点的权值依次存入到数组的第n+1之后的单元中，同时记录这个新结点左孩子的下标s1，右孩子的下标为s2
		HT[i].lchild = s1;
		HT[i].rchild = s2;
		HT[i].weight = HT[s1].weight + HT[s2].weight;
		if(i <= m - 1){
			printf("%d (%d, %d)\n", HT[i].weight, HT[s1].weight, HT[s2].weight);
		}
		else{
    		printf("T: (%d, %d)\n", HT[s1].weight, HT[s2].weight);
		}
    }
    printf("\n");
}

HuffmanCreatTest.cpp文件：

#include "HuffmanTree.h"

int main()
{
    HuffmanTree HT;
    int n;
    printf("输入叶子结点的数量：");
    scanf("%d", &n);
    int w[n+1]; 
 
    for(int i=1; i<=n; i++)
    {
    	printf("\n输入第%d个结点的权值：", i);
        scanf("%d", &w[i]);
    }
    CreateHuffmanTree(HT, w, n);
}