如何生成霍夫曼树的二进制代码表？答案

【问题标题】：How can i generate a binary code table of a huffman tree?如何生成霍夫曼树的二进制代码表？
【发布时间】：2018-05-05 10:14:01
【问题描述】：

我想实现一个函数，它为霍夫曼树中的每个字符提供一个二进制代码。

为了实现该功能，我尝试使用递归函数遍历表。但是我不知道如何为每个字符填充二进制代码的结果，以便函数返回一个包含所有字符和二进制代码的结构数组

我希望有人能指出我正确的方向。

先谢谢了！

【问题讨论】：

感谢您的回复，但我不确定我是否理解。将指针隐藏在 typedef 中是什么意思？
tree_t 我猜（但这也可能是一个结构！）。您是否介意提供tree_t 的定义/类型定义，以便我们确定！
啊，tree_t的定义给了，我会在问题里补充一下
@Stargateur，抱歉，我不想立即发布多行代码。我添加了 make_tree() 的定义。如果你错过了什么，我会添加它。
我用minimal reproducible example 编辑您的问题，就像您看到的一样，您可以复制/粘贴，这将编译。

标签： c algorithm tree huffman-code

【解决方案1】：

好的，让我们看看一个可能的解决方案：

#include <stdint.h>

typedef struct code {
    size_t code_length;
    uint32_t code;
} code;

void compute_code_table(tree_t node, code *t, code c) 
{
    if (node->left == NULL) 
        t[node->letter] = c;
    else {
        c.code_length++;
        c.code <<= 1;
        compute_code_table(node->left, t, c);
        c.code += 1;
        compute_code_table(node->right, t, c);
    }
}

void code_print(code *c)
{
    size_t n = c->code_length;
    while (n --> 0)
        putchar('0' + ((c->code >> n) & 1));
}

int main(void)
{
    tree_t root = fixed_tree();
    code table[256] = { 0 };
    code c = { 0 };
    compute_code_table(root, table, c);

    for (size_t i = 0; i < 256; ++i) {
        if (table[i].code_length) {
            printf("%c\t", i);
            code_print(table + i);
            printf("\n");
        }
    }
}

基本上，这个想法是有一个在每一片叶子上都填满的桌子。在进行递归时，我们传递当前节点、表和当前代码。如果我们在叶子中，我们只需将代码存储在表中，否则我们需要执行递归：增加代码长度，在最低有效位添加 0 并执行左分支，然后将 0 更改为 1 并做正确的分支。

【讨论】：

【解决方案2】：

我会先让 compute_code_table 递归，这样你就可以轻松地遍历树。

其次，它有助于每项任务或分配在线搜索一些解释（以伪代码或非伪代码）如何完成您的特定任务的资源。在这种情况下，这会产生以下解释：

要生成霍夫曼代码，您需要遍历树到您指定的值想要，每次取左手分支时输出 0，然后输出 1 每次你采取右手分支。（通常你遍历从您想要的代码向后树并构建二进制霍夫曼也向后编码字符串，因为第一位必须从顶部）。

siggraph.org

在 C 中，这可以这样实现：

int compute_code_table_for_node(tree_t tree, node_t target_node, node_t current_node, int code_table) {
    // Check for target
    if ( current_node == target_node ) {
        // Found target
        return code_table;
    }

    // Check if end-node
    if ( current_node->left == NULL && current_node->right == NULL ) {
        // Is an end node
        return -1;
    }


    // Try left
    int left = compute_code_table_for_node(tree, target_node, current_node->left, code_table << 1 + 0);

    // Try right
    int right = compute_code_table_for_node(tree, target_node, current_node->right, code_table << 1 + 1);

    // Find which path was taken
    if ( left == -1 ) {
        // Left path didn't find it, so it must be the right path:
        return code_table << 1 + 1;
    } else {
        // Left path found it
        return code_table << 1 + 0;
    }
}

那么您只需为tree 中的每个node 调用compute_code_table_for_node(tree, node, tree->head, 0)。

这段代码不适用于您的具体情况，因此您必须重写它。

【讨论】：