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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "tree.h"
#define MAXBIT 10
#define MAXSIZE 100
typedef struct
{
char elem;
int weight,parent,lchild,rchild;
}HNode;
typedef struct
{
char elem;
int weight;
int bit[MAXBIT];
int start;
}HCode;
typedef struct
{
char elem;
int bit[MAXBIT];
}HCode2;
HCode2 HuffCode2[MAXSIZE/2];
void HuffTree(HNode Huff[],int n)//以数组形式创建哈夫曼数
//第一个形参是数组名 第二个形参是数组有效长度(叶子个数)
{
int i,j,m1,m2,x1,x2;
for(i=0; i<2*n-1; i++){//对哈夫曼数组的初始化,n个叶子结点的哈夫曼树有2n-1个结点
Huff[i].elem = 0;
Huff[i].weight = 0;
Huff[i].parent = -1;
Huff[i].lchild = -1;
Huff[i].rchild = -1;
}
printf("Input 1~n value of leaf:\n");
for(i=0; i<n; i++)//输入叶子结点的权值
scanf(" %c%d",&Huff[i].elem,&Huff[i].weight);
for(i=0; i<n-1; i++){
m1 = m2 = 32767;//32767是int存储最大值,int范围-32768~32767
//m1 m2分别用来存储最小和次小的值
x1 = x2 = 0;//x1 x2分别用来记录最小与次小在数组中的下标
for(j=0; j<n+i; j++){//这个循环目的是在目前有效的叶子中(未被合并和刚合并的)找到最小和次小的叶子
if(Huff[j].parent==-1 && Huff[j].weight<m1){
//如果新看到的值比当前记录的最小值小,则该值为最小值,原来的最小值为次小值,
//并且执行下标和值的更新
m2 = m1;//原先最小变次小
x2 = x1;//原先最小的下标变成次小的下标
m1 = Huff[j].weight;//更新当前最小的值
x1 = j;//更新当前最小值的下标
}
else
if(Huff[j].parent==-1 && Huff[j].weight<m2){
//如果新看到的值比次小的小,比最小的大,则更新次小的值和下标
m2 = Huff[j].weight;
x2 = j;
}
}
Huff[x1].parent = n+i;//n+i是当前数组有效长度的下一个,为合并后的结点
Huff[x2].parent = n+i;//最小和次小的父亲下标就是n+i
Huff[n+i].weight = Huff[x1].weight + Huff[x2].weight;
Huff[n+i].lchild = x1;//合并后结点的左孩子的下标为最小值的下标
Huff[n+i].rchild = x2;//合并后结点的右孩子的下标为次小值的下标
}
printf("\n\n\n\n\n 三体星人:你将看到哈夫曼树的数组形式。\n");
system("pause");
system("cls");
printf("Huff weight lchild rchild parent\n");
for(i=0; i<2*n-1; i++)
printf("%2d %4c%5d %8d%8d%8d\n",i,Huff[i].elem,Huff[i].weight,Huff[i].lchild,Huff[i].rchild,Huff[i].parent);
putchar('\n');
system("pause");
system("cls");
/* int swap;
HNode tmp;
for(i=0; i<2*n-2;i++){
swap = 0;
for(j=0; j<=2*n-2-i; j++){
if(Huff[j].weight > Huff[j+1].weight){
tmp= Huff[j];
Huff[j] = Huff[j+1];
Huff[j+1] = tmp;
swap = 1;
}
}
if(swap==0)
break;
}
printf("Huff weight lchild rchild parent\n");
for(i=0; i<2*n-1; i++)
printf("%3d %5d %10d%10d%10d\n",i,Huff[i].weight,Huff[i].lchild,Huff[i].rchild,Huff[i].parent);
*/
/*TreeNode Node[MAXSIZE];
for(i=0; i<2*n-1; i++){
Node[i].data = Huff[i].weight;
Node[i].leftChild = NULL;
Node[i].rightChild = NULL;
}
TreeNode *root,*curr ,*p,*l, *r;
Initiate(&root);
i=2*n-2;
//l=InsertLeftNode(root, Huff[i].weight);
root->leftChild = &Node[i];
for(i=2*n-2; i>n-1;i--){
curr = &Node[i];
if(Huff[i].lchild!=-1)
//l=InsertLeftNode(curr, Huff[Huff[i].lchild].weight);
//Node[i].leftChild = l;
//curr->leftChild = l;
curr->leftChild = &Node[Huff[i].lchild];
if(Huff[i].rchild!=-1)
//r=InsertRightNode(curr, Huff[Huff[i].rchild].weight);
//Node[i].rightChild = r;
//curr->rightChild = r;
curr->rightChild = &Node[Huff[i].rchild];
}
PrintBiTree(root->leftChild, 1);
putchar('\n');
FILE_hfmTree( Huff, n);*/
maketree(Huff,n);
}
void maketree(HNode Huff[],int n)
{
FILE *fp;
if((fp = fopen("横向树.txt","w"))== NULL)
{
printf("\n 文件不存在,无法打开!\n");
getchar();//无回显地从键盘读取任意一个字符
exit(1);
}
int i;
TreeNode Node[MAXSIZE];
for(i=0; i<2*n-1; i++){
Node[i].data = Huff[i].weight;
Node[i].leftChild = NULL;
Node[i].rightChild = NULL;
}
TreeNode *root,*curr ,*p,*l, *r;
Initiate(&root);
i=2*n-2;
//l=InsertLeftNode(root, Huff[i].weight);
root->leftChild = &Node[i];
for(i=2*n-2; i>n-1;i--){
curr = &Node[i];
if(Huff[i].lchild!=-1)
//l=InsertLeftNode(curr, Huff[Huff[i].lchild].weight);
//Node[i].leftChild = l;
//curr->leftChild = l;
curr->leftChild = &Node[Huff[i].lchild];
if(Huff[i].rchild!=-1)
//r=InsertRightNode(curr, Huff[Huff[i].rchild].weight);
//Node[i].rightChild = r;
//curr->rightChild = r;
curr->rightChild = &Node[Huff[i].rchild];
}
printf("\n\n\n\n\n 三体星人:你将看到哈夫曼树的直观形式。\n");
system("pause");
system("cls");
PrintBiTree(fp,root->leftChild, 1);
char a[100][100],b[100][100];
FILE *fp1=fopen("横向树.txt","r");
i=0;
int j,k,m=0;
while (fgets(a[i],100,fp1)!=NULL)
{
//if (m<strlen(a[i])) m=strlen(a[i]);
i++;
};
for (j=0;j<i;j++)
puts(a[j]);
for (k=0;k<100;k++)
{
for (j=0;j<100;j++)
b[j][k]=a[k][j];
}
for (j=0;j<100;j++)
puts(b[j]);
FILE *fp2=fopen("竖向树.txt","r");
putchar('\n');
system("pause");
system("cls");
FILE_hfmTree( Huff, n);
}
void FILE_hfmTree(HNode Huff[],int n)
{
FILE *fp;
int i = 0;
if((fp = fopen("hfmTree.txt","w"))== NULL)
{
printf("\n 文件不存在,无法打开!\n");
getchar();//无回显地从键盘读取任意一个字符
exit(1);
}
while(i<=2*n-2)
{
fputc(Huff[i].elem,fp);
fprintf(fp,"%5d",Huff[i].weight);//写字符函数,把ch写到fp指定的文件中
fprintf(fp,"%5d",Huff[i].lchild);
fprintf(fp,"%5d",Huff[i].rchild);
fprintf(fp,"%5d\n",Huff[i].parent);
i++;
}
fclose(fp);
printf("\n\n\n\n\n 三体星人:我在你电脑里已保存下哈夫曼树,你可以打开看看!。\n");
system("pause");
system("cls");
}
void FILE_CodeFile()
{
HNode HuffNode[MAXSIZE];
FILE *fp1,*fp2,*fp3;
int i = 0,data;
char elem;
int weight,lchild,rchild,parent;
for(i=0; i<MAXSIZE; i++){//对哈夫曼数组的初始化,n个叶子结点的哈夫曼树有2n-1个结点
HuffNode[i].elem = 0;
HuffNode[i].weight = 0;
HuffNode[i].parent = -1;
HuffNode[i].lchild = -1;
HuffNode[i].rchild = -1;
}
if((fp1 = fopen("hfmTree.txt","r"))== NULL)
{
printf("\n 文件不存在,无法打开!\n");
getchar();//无回显地从键盘读取任意一个字符
exit(1);
}
data = fgetc(fp1);
while(data != EOF)
{
HuffNode[i].elem = fgetc(fp1);
HuffNode[i].weight = fgetc(fp1);
HuffNode[i].parent = fgetc(fp1);
HuffNode[i].lchild = fgetc(fp1);
HuffNode[i].rchild = fgetc(fp1);
i++;
data = fgetc(fp1);
}
if((fp2 = fopen("ToBeTran.txt","w"))== NULL)
{
printf("\n 文件不存在,无法打开!\n");
getchar();//无回显地从键盘读取任意一个字符
exit(1);
}
if((fp3 = fopen("CodeFile.txt","w"))== NULL)
{
printf("\n 文件不存在,无法打开!\n");
getchar();//无回显地从键盘读取任意一个字符
exit(1);
}
}
void HuffmanCode()
{
HNode HuffNode[MAXSIZE];
HCode HuffCode[MAXSIZE/2],cd;//cd的作用有点像tmp,临时存放编码。
//HCode2 HuffCode2[MAXSIZE/2];//用来直接记录哈夫曼编码
int i,j,k,c,p,n;
printf("Input numbers of leaf:\n");
scanf("%d",&n);
HuffTree(HuffNode,n);
for(i=0; i<n; i++){
HuffCode[i].elem = HuffNode[i].elem;
HuffCode2[i].elem = HuffNode[i].elem;
HuffCode[i].weight = HuffNode[i].weight;//保存叶结点权值
cd.start = MAXBIT-1;//存放分支编码从数组cd.bit最后一个元素位置开始向前进行
c = i;//c是叶子结点在数组HuffNode中的下标
p = HuffNode[c].parent;//p为双亲结点的下标
while(p!= -1)//从叶结点开始沿双亲链直到根节点,根节点的双亲值为-1
{
if(HuffNode[p].lchild==c)
cd.bit[cd.start]=0;//左边为0
else
cd.bit[cd.start]=1;//右边为1
cd.start--;//保存编码的位置向前进一步
c=p;//c移至其双亲结点的下标
p = HuffNode[c].parent;
}
for(j=cd.start+1; j<MAXBIT; j++)//保存该叶子结点的哈夫曼编码
HuffCode[i].bit[j] = cd.bit[j];
HuffCode[i].start = cd.start;//保存该编码在数组bit中的起始位置
//因为存编码的时候从后往前,读编码的时候要从前往后
}
//printf("三体星人:现在,我直接给你显示每个字母所对应的编码。\n");
//printf("HuffCode weight bit\n");
for(i=0; i<n; i++){
k = 1;
//printf("%d%4c%8d ",i,HuffCode[i].elem,HuffCode[i].weight);
for(j=HuffCode[i].start+1; j<MAXBIT; j++)
{
//printf("%d",HuffCode[i].bit[j]);
HuffCode2[i].bit[k] = HuffCode[i].bit[j];
HuffCode2[i].bit[0] = MAXBIT - HuffCode[i].start;
k++;
}
//printf("\n");
}
printf("\n\n\n\n\n 三体星人:现在,我直接给你显示每个字母所对应的编码。\n");
system("pause");
system("cls");
for(i=0; i<n; i++){
printf("%c",HuffCode2[i]);
for(j=1; j<HuffCode2[i].bit[0]; j++)
{
printf("%d",HuffCode2[i].bit[j]);
}
printf("\n");
}
system("pause");
system("cls");
FILE *fp2,*fp3,*fp4;
char ch;
if((fp2 = fopen("ToBeTran.txt","r"))== NULL)
{
printf("\n 文件不存在,无法打开!\n");
getchar();//无回显地从键盘读取任意一个字符
exit(1);
}
if((fp3 = fopen("CodeFile.txt","w+"))== NULL)
{
printf("\n 文件不存在,无法打开!\n");
getchar();//无回显地从键盘读取任意一个字符
exit(1);
}
if((fp4 = fopen("TextFile.txt","w+"))== NULL)
{
printf("\n 文件不存在,无法打开!\n");
getchar();//无回显地从键盘读取任意一个字符
exit(1);
}
printf("\n\n\n\n\n 三体星人:你把你想说的话写在文件ToBeTran.txt中,就能在CodeFile中看到所对应的编码,而我也能在TextFile.txt中看到你想说的。\n");
ch = fgetc(fp2);
while(ch != EOF)
{
for(i=0;i<n;i++)
{
if(ch == HuffCode2[i].elem)
{
fputc(ch,fp4);
for(j=1; j<HuffCode2[i].bit[0]; j++)
{
fprintf(fp3,"%d",HuffCode2[i].bit[j]);
k = 1;
if(k<=50){
printf("%d",HuffCode2[i].bit[j]);
k++;
}
else
{
printf("\n");
k = 1;
printf("%d",HuffCode2[i].bit[j]);
k++;
}
}
}
}
ch = fgetc(fp2);
}
fclose(fp3);
fclose(fp4);
}
void story()
{
printf("\n\n\n\n\n 这是一个以《三体》为故事背景展开的程序。叶文洁为此程序的主人公.\n");
system("pause");
system("cls");
printf("\n\n\n\n\n 叶文洁在1971年发现太阳能量镜面增益反射效应,并首次进行了Ⅱ型文明能级的发射,但没有回音。\n");
printf(" 1979年10月21日,正在使用电脑的她接受到莫名的信息。\n");
system("pause");
system("cls");
printf("\n\n\n\n\n 叶文洁:你真的是三体星人?\n");
system("pause");
system("cls");
printf("\n\n\n\n\n 三体星人:&@#¥*$$##&……*\n");
system("pause");
system("cls");
printf("\n\n\n\n\n 叶文洁:???\n");
system("pause");
system("cls");
printf("\n\n\n\n\n 三体星人:抱歉,地球上的语言还不大熟练。\n");
system("pause");
system("cls");
printf("\n\n\n\n\n 叶文洁:向我证明你没有欺骗我。\n");
system("pause");
system("cls");
printf("\n\n\n\n\n 三体星人:没问题,为了方便交流,你先按照我的要求建立我们的语言系统!\n");
system("pause");
system("cls");
printf("\n\n\n\n\n 三体星人:请在屏幕输入数字26,按回车后,输入以下这些信息。\n");
printf("a64b13c22d32e103f21g15h47i57j1k5l32m20n57o63p15q1r48s51t80u23v8w18x1y16z1\n");
printf(" 三体星人:相信你数据结构学得还不错,我将用哈夫曼树来进行我们之间的对话。\n");
}
int main()
{
//HNode a[10];
//HuffTree(a,8);
story();
/*printf("请输入你想执行的情况序号:\n");
printf("1:从终端读入字符集大小n,以及n个字符和n个权值\n");
printf("2:利用已经制作好二叉树对文件进行编码\n");
scanf("%d",&n);
switch(n)
{
case 1:
HuffmanCode();
break;
case 2:
break;
Default:printf("xiexieshiyong!");
}*/
HuffmanCode();
return 0;
}