Hdu 1053 Entropy

Problem地址:http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=1053

一道关于huffman树的题目。刚开始把各种字符看作一个结点，而这么一个结点同时也是一棵树。将这个字符出现的次数作为value。每次取出两个值最小的树，合并为一棵树，然后将这棵树再与其他结点放在一起排序。反复此步骤，直至只剩一棵树。那么，这棵树极为huffman树。

最初想用优先队列排序，取出最小的两颗树，合并为一棵树后放回的策略。但可惜对c++内存方面理解不深透，怎么也做不出这棵树。

最后只能用笨办法，建立一个数组，不断的排序取出最小的数。让后放回，再排序的策略。

虽然过了，但感觉对huffman树的理解还是有很多不够，还需努力。

/**
  Author : Emerald
  Date : 29.Jan 2015
  Aim : Hdu 1053
 */
#include <iostream>
#include <cstring>
#include <cstdlib>
#include <cstdio>
#include <string>

using namespace std;

typedef struct Node{
    int value , depth; // value 表示出现的次数 ， depth 表示此结点位于第几层，也就是深度
    struct Node *left, *right;

}Node;

// 用于 qsort() 函数
int cmp( const void *a, const void *b ) {
    return (*(Node*)a).value - (*(Node*)b).value;
}

// 定义一个结点数组来保存一棵树.因为最多可能有27个字符，所以27×27的大小比较保险
const int MAXN = 27*27;
Node node[ MAXN ];

int ans;
void getEn( Node* t );

// 建立huffuman树
Node* buildTree( string in ) {
    int i, length = in.length();

    // 初始化，没有这一步会影响答案
    for( i=0; i<length*length && i<MAXN; i++ ) {
        node[i].value = node[i].depth = 0;
        node[i].left = node[i].right = NULL;
    }

    int hash[27] = { 0 };
    for( i=0; i<length; i++ ) {
        if( in[i] == '_' ) {
            hash[ 26 ] ++;
        } else {
            hash[ in[i]-'A' ] ++;
        }
    }

    int total = 0;
    for( i=0; i<27; i++ ) {
        if( hash[i] != 0 ) {
            node[ total ].value = hash[i];
            total ++;
        }
    }

    // 如果整个字符串只有一种字符，则直接返回节点
    if( total == 1 ) {
        ans = node[0].value; // = in.length
        return &node[0];
    }

    // 建立huffman树的关键步骤
    int pos = 0;
    while( pos != total-1 ) {
        qsort( node+pos, total-pos, sizeof( Node ), cmp );
        node[total].value = node[pos].value + node[pos+1].value;
        node[total].left = &node[pos];
        node[total].right = &node[pos+1];
        pos += 2;
        total ++;
    }

    // 将用于表示答案的变量初始化，这步决不能忘记
    ans = 0;
    return &node[pos];
}


// dfs 得出值
void getEn( Node* t ) {
    if( t->left == NULL && t->right == NULL ) {
        ans = ans + t->depth * t->value;
        return ;
    }

    if( t->left != NULL ) {
        t->left->depth = t->depth + 1;
        getEn( t->left );
    }

    if( t->right != NULL ) {
        t->right->depth = t->depth + 1;
        getEn( t->right );
    }

}

int main()
{
    string in;
    while( cin >> in ) {
        // 判断输入是否已经结束
        if( in.length()==3 ) {
            if( in[0]=='E' && in[1]=='N' && in[2]=='D' ) {
                break;
            }
        }

        ans = 0 ;
        Node *t = buildTree( in );
        getEn( t );
        printf( "%d %d %.1lf
", in.length()*8 ,ans , ( in.length()*8.0) / ans*1.0 );
    }
    return 0;
}