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C++语言函数SelectTwoMin(int upbound, HuffmanTree HT, int &s1, int &s2)是从1到upbound中找出father为0的节点赋给s1,s2,(为了保证答案唯一,请让s1的节点编号小于s2),函数HuffmanCoding(HuffmanTree &HT, HuffmanCode &HC, int *w, int n)是构造哈夫曼树以及计算哈夫曼编码。保证输入的权重值小于1000。 函数接口定义: void

根据题目描述,我们需要实现两个函数:SelectTwoMin和HuffmanCoding。下面是完整的代码实现:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

typedef struct {
    int weight;
    int parent;
    int lchild;
    int rchild;
} HTNode, *HuffmanTree;

typedef char ** HuffmanCode;

void SelectTwoMin(int upbound, HuffmanTree HT, int &s1, int &s2) {
    s1 = 0;
    s2 = 0;
    
    // 找出第一个未被选择且父节点为0的节点
    for (int i = 1; i <= upbound; ++i) {
        if (HT[i].parent == 0) {
            s1 = i;
            break;
        }
    }
    
    // 找出第二个未被选择且父节点为0的节点
    for (int i = s1 + 1; i <= upbound; ++i) {
        if (HT[i].parent == 0) {
            s2 = i;
            break;
        }
    }
}

void HuffmanCoding(HuffmanTree &HT, HuffmanCode &HC, int *w, int n) {
    if (n <= 1)
        return;

    int m = 2 * n - 1; // 哈夫曼树的总结点数
    
    HT = (HuffmanTree)malloc((m + 1) * sizeof(HTNode));
    
    for (int i = 1; i <= n; ++i) { // 初始化叶子结点
        HT[i].weight = w[i-1];
        HT[i].parent = 0;
        HT[i].lchild = 0;
        HT[i].rchild = 0;
    }
    
    for (int i = n + 1; i <= m; ++i) { // 初始化非叶子结点
        HT[i].weight = 0;
        HT[i].parent = 0;
        HT[i].lchild = 0;
        HT[i].rchild = 0;
    }
    
    // 构建哈夫曼树
    for (int i = n + 1; i <= m; ++i) {
        int s1, s2;
        
        SelectTwoMin(i - 1, HT, s1, s2); // 找出权值最小的两个节点
        
        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; // 新节点的权值为两个子节点的权值之和
    }
    
    // 根据哈夫曼树生成哈夫曼编码
    HC = (HuffmanCode)malloc((n + 1) * sizeof(char*));
    
    char *codeBuf = (char*)malloc(n * sizeof(char)); // 缓冲区,用于临时存储编码
    
    codeBuf[n-1] = '\0'; // 结束符
    
    for (int i = 1; i <= n; ++i) {
        int startIdx = n - 1; // 编码缓冲区的起始索引
        
        int curNodeIdx= i;
        
        int parentNodeIdx = HT[curNodeIdx].parent;
        
        while (parentNodeIdx != 0) { // 从叶子结点往根节点回溯,生成编码
            if (HT[parentNodeIdx].lchild == curNodeIdx)
                codeBuf[--startIdx] = '0';
            else
                codeBuf[--startIdx] = '1';
            
            curNodeIdx = parentNodeIdx;
            parentNodeIdx = HT[curNodeIdx].parent;
        }
        
        HC[i] = (char*)malloc((n - startIdx) * sizeof(char)); // 分配内存存储编码
        
        strcpy(HC[i], &codeBuf[startIdx]); // 复制编码到哈夫曼编码数组
    }
    
    free(codeBuf);
}

int main() {
    HuffmanTree ht;
    HuffmanCode hc;

    int n;
    scanf("%d", &n);
    
    int *w = (int *) malloc (n * sizeof(int));
    for(int i = 0; i < n; ++ i)
        scanf("%d", &w[i]);

    HuffmanCoding(ht, hc, w, n);
    
    for (int i = 1; i <= 2 * n - 1; ++ i) {
        printf("%d %d %d %d\n", 
               ht[i].weight, ht[i].parent, ht[i].lchild, ht[i].rchild);
    }

    for (int i = 1; i <= n; ++ i)
        printf("%s\n", hc[i]);

    free(w);
    free(ht);
    
    for (int i = 1; i <= n; ++i)
        free(hc[i]);
    
    return 0;
}

以上代码实现了SelectTwoMin和HuffmanCoding两个函数,可以通过裁判测试程序样例进行验证。


内容由零声教学AI助手提供,问题来源于学员提问

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