程序要求
构建一个赫夫曼树编/译码器。根据提供的字符集和统计结果，按赫夫曼算法构造赫夫曼树，根据赫夫曼树得到每个赫夫曼编码并输出结果，能够将一个字符串转化为对应的赫夫曼编码串，能够将赫夫曼编码字符串译码。
数据结构题集（C语言版）清华大学出版社 p149 5.2
程序代码
#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#include <string.h>
typedef int Status ;
typedef char TElemType;
#define ERROR 0
#define OK 1
#define N 4
typedef struct {
unsigned int weight;
unsigned int parent,lchild,rchild;
}HTNode,*HuffmanTree; //动态分配数组存储赫夫曼树,Huffmantree是指针->HTNode
typedef char **HuffmanCode; //动态分配数组存储赫夫曼编码表
void select(HuffmanTree HT, int k, int &s1, int &s2)//select函数，从一组数中选出两个最小者
{
//假设s1对应的权值总是<=s2对应的权值
int tmp = 10000, tmpi = 0,i;
for(i = 1; i <= k; i++){
if(!HT[i].parent){//parent必须为0
if(tmp > HT[i].weight){
tmp = HT[i].weight;//tmp最后为最小的weight
tmpi = i;
}
}
}
s1 = tmpi;
tmp = 10000;
tmpi = 0;
for(i = 1; i <= k; i++){
if((!HT[i].parent) && i!=s1){//parent为0
if(tmp > HT[i].weight){
tmp = HT[i].weight;
tmpi = i;
}
}
}
s2 = tmpi;
}
//void HuffmanCoding(HuffmanTree &HT,HuffmanCode &HC,int *w,int n){
void HuffmanCoding(HuffmanTree &HT,HuffmanCode &HC,int *w,int n){
//w存放n个字符的权值(均>0),构造赫夫曼树HT,并求出n个字符的哈夫曼编码HC.
int m,i,s1,s2,start,c,f;
char *cd;
HuffmanTree p;
if(n<=1) return;
m=2*n-1;
HT=(HuffmanTree)malloc((m+1)*sizeof(HTNode));
//0号单元未用
p=HT,p++;
for(i=1;i<=n;++i,++p,++w)
{
p->weight=*w;
p->parent=0;
p->lchild=0;
p->rchild=0;
}
for(;i<=m;++i,++p)
{
p->weight=0;
p->parent=0;
p->lchild=0;
p->rchild=0;
}
for(i=n+1;i<=m;++i)//建哈夫曼树
{
//在HT[1..i-1]选择parent为0且weight最小的两个结点,其序号分别为s1和s2.
select(HT,i-1,s1,s2);
HT[s1].parent=i;HT[s2].parent=i;
HT[i].lchild=s1;HT[i].rchild=s2;
HT[i].weight=HT[s1].weight+HT[s2].weight;
}
//-----从叶子到根逆向求每个字符的哈夫曼编码-----
HC=(HuffmanCode)malloc((n+1)*sizeof(char *)); //分配n个字符编码的头指针向量
//↑
//typedef char **HuffmanCode; //动态分配数组存储赫夫曼编码表
cd=(char *)malloc(n*sizeof(char));//分配求编码的工作空间
cd[n-1]='\0'; //编码结束符.
for(i=1;i<=n;++i){ //逐个字符求赫夫曼编码
start=n-1; //编码结束符位置
for(c=i,f=HT[i].parent;f!=0;c=f,f=HT[f].parent)
//从叶子至根逆向求编码
if(HT[f].lchild==c) cd[--start]='0';
//else if(HT[f].rchild==c) cd[--start]="1";
else cd[--start]='1';
HC[i]=(char *)malloc((n-start)*sizeof(char));
//为第i个字符编码分配空间
strcpy(HC[i],&cd[start]); //从cd复制编码(串)到HC
}
free(cd); //释放工作空间
}//HuffanCoding
void printfTree(HuffmanTree HT,int n)//打印哈夫曼树，参数为HT以及输入字符串中不同字符的个数
{
int i;
printf("The HuffmanTree:\n");
printf("weight parent lchild rchild\n");
for(i=1;i<=2*n-1;i++)
{
printf("%5d %5d %5d %5d \n",HT[i].weight,HT[i].parent,HT[i].lchild,HT[i].rchild);
//依次输出节点的权值，根节点与左右节点
}
}
void printHuffmanCoding(HuffmanCode HC,char *sysch, int *w,int n)
//打印每个字符对应的哈夫曼编码，参数为HC，字符串，权值数组以及sysch，以及字符串中不同字符的个数
{
printf("The corresponding Huffmancode:\n");
int i;
for(i=1;i<=n;i++){
printf("%3d %3c %3d %s\n",i,sysch[i-1],w[i-1],HC[i]);
//依次输出字符编号（第几个字符），字符，字符的权值以及字符的哈夫曼编码
}
printf("\n");
}
void EnCode(char *input,char *&codestring,HuffmanCode HC,char *sysch,int n)
//求哈夫曼编码函数，与“HuffmanCoding”求每个字符的哈夫曼编码不同，此处所求为整个字符串的哈夫曼编码
//参数为给定的字符串，codestring（存储哈夫曼编码的数组），HC，sysch，以及字符串中不同字符的个数
{
codestring=(char *)malloc(200*sizeof(char)); //这里的初始化也跟HuffmanCode类似
int i=0,j;
codestring[0]='\0';//初始时默认最后一位为字符串结束标志‘\0’
for(i=0;i<strlen(input);i++)
{
for(j=0;j<n;j++)
{
if(sysch[j]==input[i])//若input中下标为[i]的元素，与sysch中下标为[j]的元素相等
{
strcat(codestring,HC[j+1]);//将sysch中下标为[j]的元素对应的哈夫曼编码复制到codestring中
}
}
//随着i的增长，codestring也不断在增长，最终得到input字符串所对应的哈夫曼编码
}
printf("\n");
}
void UnCode(char *input,char *&chs,HuffmanTree HT,char *sysch,int n)
//哈夫曼解码函数，将EnCode中得到的哈夫曼编码解码得到字符串，
//input:010101000...huffmancode,chs:ABCDEFFF...the string,sysch:{A,B,C,D,E,F,G,H}
{
int p,pre;// HT下标1..2n-1,pre是p的双亲
//printf("EnCode:%s\n",input);//输出哈夫曼编码（调试用）
//printf("EnCode is length is:%d\n",strlen(input));//求哈夫曼编码的长度（调试用）
int i=0;// input下标
int k=0;// chs下标
chs=(char *)malloc(200*sizeof(char)); //初始化也跟codestring类似
while(input[i]!='\0')
{
p=2*n-1;pre=0;
while(p!=NULL&&input[i]!='\0'){// 识别出一个符号
if(input[i]=='1'){pre=p;p=HT[p].rchild;}//左0右1
else if(input[i]=='0'){pre=p;p=HT[p].lchild;}
i++;
}// 此循环结束时,p=0,需要p的双亲的信息，所以设置pre
if(p==NULL){ //最后一个符号，p未走到空，pre=p也没执行，需特殊处理
i--;
chs[k++]=sysch[pre-1]; // sysch下标从0开始，p值从1开始
}
}
pre=p;chs[k++]=sysch[pre-1]; //最后一个符号，p未走到空
chs[k]='\0';// 最后的结束符号
//printf("%\n");
}
int main(){
HuffmanTree HT;
HuffmanCode HC;
char s[]={"ABCDEFGHABCDABCDDCBAFGEHHEA"};
char *codestring;
char *decodestring;
char *chs;
int weight[8]={5,29,7,8,14,23,3,11};//给定的权值
char sysch[8]={'A','B','C','D','E','F','G','H'};//对应的字符
HuffmanCoding(HT,HC,weight,8);//构建哈夫曼树
printfTree(HT,8);
printf("\n");
printHuffmanCoding(HC,sysch,weight,8);
printf("Please input the String(combined with capital letter A-H):\n");
//scanf("%s",s);
printf("%s",s);
EnCode(s,codestring,HC,sysch,8);
printf("The Huffmancode of the String is:\n");
printf("%s\n",codestring);
UnCode(codestring,chs,HT,sysch,8);
printf("The result of Huffmancode uncoding:\n");
printf("%s",chs);
}
运行结果
来源：CSDN
作者：FoggyProgrammer
链接：https://blog.csdn.net/FoggyProgrammer/article/details/103647988