C++ Huffman 代码实现编码大部分时间正确吗？ [关闭]答案

【问题标题】：C++ Huffman code implementation encoding right most of the time? [closed]C++ Huffman 代码实现编码大部分时间正确吗？ [关闭]
【发布时间】：2018-11-19 02:18:54
【问题描述】：

晚上大家都在研究霍夫曼编码的 C++ 实现，这就是我所拥有的。奇怪的是，大部分时间都在工作。但是对于某些输入，我得到了不正确的编码/输出。如果你看到我在这里缺少什么，请告诉我......我会继续寻找...... 谢谢你的帮助！更新了代码以解决下面提到的问题...仍然遇到同样的问题。

#include <iostream> 
#include <queue> 
#include <list> 
#include <iterator>
#include <vector>
#include <algorithm>

class HuffmanCodes
{
struct Node
{
int data;
size_t freq;
Node* left;
Node* right;

Node()
{
   data = '\0';
   freq = 0;
}
Node(int data, size_t freq) : data(data),
                                freq(freq),
                                left(nullptr),
                                right(nullptr)
                                {}
~Node()
{
  delete left;
  delete right;
}
};

struct compare
{
 bool operator()(Node* l, Node* r)
{
   return (l->freq > r->freq);
}
};

Node* top;

void printCode(Node* root, std::string str, std::vector<int>& data, int i)
{
if(root == nullptr)
 return;

if(root->data != '$' && data[i] == root->data )
{
 std::cout << root->data +1 << " : " << str << "\n";
}
printCode(root->left, str + "0" ,data, i);
printCode(root->right, str + "1", data, i);
}

public:
  HuffmanCodes() {}
   ~HuffmanCodes()
 {
   delete top;
 }
 void GenerateCode( std::vector<int>& data, std::vector<size_t>& freq)
 {
  Node* left;
  Node* right;

  std::priority_queue<Node*, std::vector<Node*>, compare > minHeap;

  for(size_t i = 0; i < data.size(); ++i)
  {
     minHeap.push(new Node(data[i], freq[i]));
  }

   while(minHeap.size() != 1)
   {
     std::sort (data.begin(), data.end());
     left = minHeap.top();
     minHeap.pop();

     right = minHeap.top();
     minHeap.pop();

     top = new Node('$', left->freq + right->freq);
     top->left  = left;
     top->right = right;
     minHeap.push(top);
    }
    for( int j = 0; j < data.size(); j++ )
        printCode(minHeap.top(), "", data, j);
 }
};

int main()
{
   int n;
   std::cin >> n;
   std::vector<int> data;
   std::vector<size_t> freq;


   for(int i = 0; i < n; i++){
        int input;
        std::cin >> input;
        freq.push_back(input);
   }

   for(int i = 0; i < n; i++){

       data.push_back(i);
   }
  HuffmanCodes set1;

  size_t size = n;
  set1.GenerateCode(data, freq);

  return 0;
 }

输入： 20 84 87 78 16 94 36 87 93 50 22 63 28 91 60 64 27 41 27 73 37

输出：
1010 1100
1001 100010 000 01101 1011
1111 11101 100011 0100 01100
1101 0011 0101
00100 11100 00101 0111 10000

正确的输出： 1010

1011 1001 100010 000 01011 1100
1111 11101 100011 0100 01010 1101 0011 0110 00100 11100 00101 0111 10000

【问题讨论】：

int p[n];int a[n]; -- 这不是有效的 C++。 C++ 中的数组必须使用常量表达式来表示条目数，而不是运行时变量。请改用std::vector<int> p(n), a(n);。其次，for(int i = 0; i <= n; i++) { std::cin >> p[i]; -- 看到循环中有什么问题，比如越界访问？
奇怪的是大部分时间都在工作。 -- 它从来没有工作过。您有越界访问。问题是你永远不会知道它被使用非标准语法破坏了。如果你使用了std::vector，你可以使用.at()而不是[ ]来访问元素，然后你会发现你的程序每次都会失败。
这是一个错字，不是问题。for(int i = 0; i > p[i];
所以我猜你在循环中没有看到明显的错误。您正在通过越界写入来调用未定义的行为。
那么请发布您的实际代码，而不是填有拼写错误的代码——将您正在运行的代码复制并粘贴到编辑窗口中——不要输入并在原始帖子中进行更正，而不是评论部分。

标签： c++ huffman-code

【解决方案1】：

Valgrind 立即指向错误的代码：

g++ -std=c++2a -fPIC -g -Wall -Wextra -Wwrite-strings -Wno-parentheses -Wpedantic -Warray-bounds  -Weffc++       53367469.cpp    -o 53367469
53367469.cpp: In constructor ‘MinHeapNode::MinHeapNode(int, unsigned int)’:
53367469.cpp:20:1: warning: ‘MinHeapNode::data’ should be initialized in the member initialization list [-Weffc++]
 MinHeapNode(int data, unsigned freq) {
 ^~~~~~~~~~~
53367469.cpp:20:1: warning: ‘MinHeapNode::freq’ should be initialized in the member initialization list [-Weffc++]
53367469.cpp:20:1: warning: ‘MinHeapNode::left’ should be initialized in the member initialization list [-Weffc++]
53367469.cpp:20:1: warning: ‘MinHeapNode::right’ should be initialized in the member initialization list [-Weffc++]
53367469.cpp: In function ‘int main()’:
53367469.cpp:104:8: warning: ISO C++ forbids variable length array ‘p’ [-Wvla]
 int p[n];
        ^
53367469.cpp:105:8: warning: ISO C++ forbids variable length array ‘a’ [-Wvla]
 int a[n];
        ^
53367469.cpp: In function ‘void merge(int*, int, int, int)’:
53367469.cpp:145:14: warning: ISO C++ forbids variable length array ‘left’ [-Wvla]
   int left[n1];
              ^
53367469.cpp:146:15: warning: ISO C++ forbids variable length array ‘right’ [-Wvla]
   int right[n2];
               ^
valgrind -q --leak-check=full ./53367469  <<<"$INPUT" 
==8553== Invalid read of size 8
==8553==    at 0x10A41D: HuffmanCodes(int*, int*, int) (53367469.cpp:72)
==8553==    by 0x10A704: main (53367469.cpp:115)
==8553==  Address 0x0 is not stack'd, malloc'd or (recently) free'd
==8553== 
==8553== 
==8553== Process terminating with default action of signal 11 (SIGSEGV)
==8553==  Access not within mapped region at address 0x0
==8553==    at 0x10A41D: HuffmanCodes(int*, int*, int) (53367469.cpp:72)
==8553==    by 0x10A704: main (53367469.cpp:115)
==8553==  If you believe this happened as a result of a stack
==8553==  overflow in your program's main thread (unlikely but
==8553==  possible), you can try to increase the size of the
==8553==  main thread stack using the --main-stacksize= flag.
==8553==  The main thread stack size used in this run was 8720384.

空队列没有有效的top()。

顺便说一句，使用<bits/stdc++.h> 效率低下且不可移植； using namespace std 也是不明智的。

【讨论】：

我相信我已经解决了这些问题，但问题仍然存在......
后来的问题你解决了吗？你不能仅仅因为你修复了第一个错误就认为你已经完成了。再次使用 Valgrind，继续调试，直到无法再有进展；然后寻求帮助。

【解决方案2】：

原来问题在于代码如何处理重复项，如果有人好奇的话。代码正在工作，只需对结构中的比较进行一些更改即可获得正确的输出。感谢大家花时间查看和/或回复我的帖子，我一如既往地感谢这些建议，但它们与问题无关。我不得不用手做哈夫树来追踪这个。但是现在解决了，我把代码贴一下，以防有人感兴趣。

【讨论】：