优先队列求解Huffman编码 c++

1. 优先队列小析

     优先队列的模板： template <class T, class Container = vector<T>,class Compare = less<typename Container::value_type> > class priority_queue;

 可以看出priority_queue的模板声明带有三个参数，T为数据类型，Container为保存数据的容器，，Compare为元素比较方式，其中Container必须是用数组实现的容器，比如vector,deque，不能用list.STL里面容器默认用的是 vector. 比较方式默认用 operator< ,所以如果你把后面俩个参数 缺省的话，优先队列就是大顶堆。如果要用到小顶堆，则一般要把模板的三个参数都带进去。STL里面定义了一个仿函数 greater<Type>，对于基本类型可以用这个仿函数声明小顶堆。引用自(DanielWang_).
　　在求解Huffman编码里面,我们需要用到小顶堆性质,而且元素还是指针元素.因此我们使用如下的方式定义优先队列,把模板的三个参数都带进去,并且还自定义了仿函数.

typedef struct HTNode{
    char c;
    unsigned int freq;
    HTNode *lchild, *rchild;

    //构造函数
    HTNode(char key='', unsigned int fr=0, HTNode *l=NULL, HTNode *r=NULL):
        c(key),freq(fr),lchild(l),rchild(r){};

}HTNode,*pNode;

//重载优先队列里的比较运算符
struct cmp{
    bool operator()(pNode node1, pNode node2){
        return node1->freq > node2->freq;
    }
};

//含有指针类型的优先队列
priority_queue<pNode, vector<pNode>, cmp> pq;

　　2. 具体实现代码 

在打印Huffman 编码的时候,还用到了string的一个函数,erase,即删除某个字符.因为end()返回string的最后一个字符的下一个位置,那么就可以用如下的方法删除最后一个字符.
str.erase(str.end()-1);        //删除最后一个字符

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    > File Name: Huffman_code_pg.cpp
    > Author: He Xingjie
    > Mail: gxmshxj@163.com
    > Created Time: 2014年06月06日 星期五 08时57分01秒
    > Description: 
 ************************************************************************/
#include<iostream>
#include<queue>
#include<vector>
#include<cstdio>
#include<stack>

using namespace std;

typedef struct HTNode{
    char c;
    unsigned int freq;
    HTNode *lchild, *rchild;

    //构造函数
    HTNode(char key='', unsigned int fr=0, HTNode *l=NULL, HTNode *r=NULL):
        c(key),freq(fr),lchild(l),rchild(r){};

}HTNode,*pNode;

//重载优先队列里的比较运算符
struct cmp{
    bool operator()(pNode node1, pNode node2){
        return node1->freq > node2->freq;
    }
};

//含有指针类型的优先队列
priority_queue<pNode, vector<pNode>, cmp> pq;

void HuffmanCode(int n)
{
    pNode l, r;

    //从优先队列中找出优先级最小的两个元素,合并，并
    //把它加入到优先队列中
    while (pq.size() > 1)
    {
        pNode z = new HTNode;

        l = pq.top();
        pq.pop();
        r = pq.top();
        pq.pop();

        z->lchild = l;
        z->rchild = r;
        z->freq = l->freq + r->freq;

        pq.push(z);
    }
}

void PrintCode(pNode t, string str)
{
    //中序递归遍历HuffmanTree求解HuffmanCode
    if (t == NULL)
        return;
    if (t->lchild)
    {
        str += '0';
        PrintCode(t->lchild, str);
    }

    //叶子节点
    if (t->lchild == NULL && t->rchild == NULL)
    {
        cout<<t->c<<"'s code: "<<str<<endl;
    }

    str.erase(str.end()-1);        //删除最后一个字符

    if (t->rchild)
    {
        str += '1';
        PrintCode(t->rchild, str);
    }
}

void DFS(HTNode *t)
{
    HTNode *node;
    stack<pNode, vector<pNode> > pstack;

    pstack.push(t);
    node = pstack.top();
    pstack.pop();

    while (pstack.size() > 0)
    {
        if (node->lchild)
        {
            pstack.push(node->lchild);
            node = node->lchild;     
        }
        else if(node->rchild)
        {
            pstack.push(node->rchild);
            node = node->rchild;
        }
        else
        {
            printf("%d ", node->freq);
            node = pstack.top();
            pstack.pop();
        }
    }
}

int main()
{
    int n, i;
    FILE *fp;
    char tmp;
    string str;

    fp = fopen("in.txt", "r");
    if (fp ==NULL)
    {
        printf("fopen error!
");
        return -1;
    }

    //输入大小
    fscanf(fp, "%d", &n);
    fscanf(fp, "%c", &tmp);

    //输入数据
    for (i=0; i<n; i++)
    {
        char c;
        int freq;
        pNode p = new HTNode;

        fscanf(fp, "%c%d", &c, &freq);
        p->c = c;
        p->freq = freq;
        
        fscanf(fp, "%c", &tmp);

        pq.push(p);
    }

    HuffmanCode(n);
    PrintCode(pq.top(), str);

    return 0;
}

 参考:

http://www.cplusplus.com/reference/queue/priority_queue/?kw=priority_queue

http://blog.csdn.net/liuzhanchen1987/article/details/7856893

http://blog.csdn.net/daniel_ustc/article/details/17613359