1 题目

问题 D: Haffman编码
[命题人 : 外部导入]
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题目描述
哈弗曼编码大家一定很熟悉吧（不熟悉也没关系，自己查去。。。）。现在给你一串字符以及它们所对应的权值，让你构造哈弗曼树，从而确定每个字符的哈弗曼编码。当然，这里有一些小规定：

1.规定哈弗曼树的左子树编码为0，右子树编码为1；

2.若两个字符权值相同，则ASCII码值小的字符为左孩子，大的为右孩子；

3.创建的新节点所代表的字符与它的做孩子的字符相同；

4.所有字符为ASCII码表上32-96之间的字符（即“ ”到“`”之间的字符）。

输入
输入包含多组数据（不超过100组）
每组数据第一行一个整数n，表示字符个数。接下来n行，每行有一个字符ch和一个整数weight，表示字符ch所对应的权值，中间用空格隔开。
输入数据保证每组测试数据的字符不会重复。
输出
对于每组测试数据，按照输入顺序输出相应的字符以及它们的哈弗曼编码结果，具体格式见样例。

样例输入 
3
a 10
b 5
c 8
4
a 1
b 1
c 1
d 1
样例输出 
a:0
b:10
c:11
a:00
b:01
c:10
d:11

2 实现代码

#include 
#include 
#include 
#include 

using std::swap;
using std::strcpy;

typedef char *HuffmanCode;
const int MAXN = 110;

typedef struct{
    int weight;
    char character;
}Key;

typedef struct{
    Key key;
    int lchild, rchild, parent;
}HuffmanNode, *HuffmanTree;

void selectMin(HuffmanTree HT, int n, int &s1, int &s2){
    int min = INT_MAX;
    for (int i = 1; i <= n; ++i) {
        if(HT[i].parent == 0 && HT[i].key.weight <= min){
            if(min > HT[i].key.weight){
                min = HT[i].key.weight;
                s1 = i;
            }else{
                if(HT[s1].key.character > HT[i].key.character){
                    s1 = i;
                }
            }
        }
    }

    min = INT_MAX;
    for (int i = 1; i <= n; ++i) {
        if(HT[i].parent == 0 && HT[i].key.weight <= min && i != s1){
            if(HT[i].key.weight < min){
                min = HT[i].key.weight;
                s2 = i;
            }else{
                if(HT[s2].key.character > HT[i].key.character){
                    s2 = i;
                }
            }
        }
    }

//    if(s1 > s2){
//        swap(s1, s2);
//    }
}

void HuffmanCoding(HuffmanTree &HT, HuffmanCode *&HC, Key w[], int n){
    if(n <= 1) return;
    int m = 2 * n -1;

    HT = new HuffmanNode[m + 1];

    for (int i = 1; i <= n; ++i) {
        HT[i].key = w[i];
        HT[i].lchild = HT[i].rchild = HT[i].parent = 0;
    }

    for (int i = n + 1; i <= m; ++i) {
        HT[i].lchild = HT[i].rchild = HT[i].parent = 0;
    }

    for (int i = n + 1; i <= m; ++i) {
        int s1, s2;
        selectMin(HT, i - 1, s1, s2);
        HT[s1].parent = HT[s2].parent = i;
        HT[i].lchild = s1;
        HT[i].rchild = s2;
        HT[i].key.character = HT[s1].key.character;
        HT[i].key.weight = HT[s1].key.weight + HT[s2].key.weight;
    }

    HC = new HuffmanCode[n + 1];
    char *cd = new char[n];
    cd[n -1] = '\0';

    for (int i = 1; i <= n; ++i) {
        int star = n - 1;
        for (int c = i, f = HT[i].parent; f != 0 ; c = f, f = HT[f].parent) {
            if(HT[f].lchild == c){
                cd[--star] = '0';
            }else{
                cd[--star] = '1';
            }

            HC[i] = new char[n - star];
            strcpy(HC[i], cd + star);
        }
    }
    delete []cd;
}

int main(){
    int n;
    Key data[MAXN];
    HuffmanTree  HT;
    HuffmanCode *HC;

    while(scanf("%d", &n) != EOF){
        for (int i = 1; i <= n; ++i) {
           // getchar();
            scanf("%*c%c %d", &data[i].character, &data[i].weight);
        }

        HuffmanCoding(HT, HC, data, n);

        for (int i = 1; i <= n; ++i) {
            printf("%c:%s\n", data[i].character, HC[i]);
        }

        delete(HT);
        delete(HC);
    }

    return 0;
}