编码霍夫曼二进制树

Question

我正在尝试编写一个接受霍夫曼树和角色的函数。 然后它应该编码字符并返回它。

到目前为止的代码：

string encode(NodePtr root, char letter)
{
    string encode_str; //a string which will store the encoded string
    NodePtr tempNode = root; //Initialize a new Huffman to be used in this function
    NodePtr tempLeft = root->left;
    NodePtr tempRight = root->right;

        //A while loop that goes on until we find the letter we want
        while((tempLeft->letter != letter) || (tempRight->letter != letter))
        {
         if((tempRight->is_leaf()) && (tempRight->letter == letter)) //check if is leaf and is letter
         {
                encode_str = encode_str + '1';
         }
         else if ((tempLeft->is_leaf()) && (tempLeft->letter == letter)) //check if is leaf and is letter
         {
             encode_str = encode_str + '0';
         }
         else if ((tempRight->is_leaf()) && (tempRight->letter != letter)) //check if is leaf and is NOT letter
         {
             tempNode = root->left;
             tempLeft = tempNode->left;
             tempRight = tempNode->right;
             encode_str = encode_str + '0';
         }
          else if ((tempLeft->is_leaf()) && (tempLeft->letter != letter)) //check if is leaf and is NOT letter
         {
             tempNode = root->right;
             tempLeft = tempNode->left;
             tempRight = tempNode->right;
             encode_str = encode_str + '1';
         }
         }    

    return encode_str;
}

到目前为止，这还没有奏效，调试也没有帮助我。 任何人都可以帮助我，或至少告诉我，我的想法是否正确。

Answer 1

如果tempLeft和tempRight都不是叶子，那么你有一个无限循环：

while((tempLeft->letter != letter) || (tempRight->letter != letter))
    {
        if((tempRight->is_leaf()) &&
           (tempRight->letter == letter)) 
        {
            // no
        }
        else if ((tempLeft->is_leaf()) &&
                 (tempLeft->letter == letter)) 
        {
            // no
        }
        else if ((tempRight->is_leaf()) && 
                 (tempRight->letter != letter)) 
        {
            // no
        }
        else if ((tempLeft->is_leaf()) && 
                 (tempLeft->letter != letter))
        {
            // no
        }
     }

在节点不是叶子的情况下，必须要做某些事情。 也许是递归？

（每条评论）您可能正在使用霍夫曼树的变体，您可以保证每个节点都是叶子或有一个叶子。 如果你可以保证，那么上面的内容并不重要（如果发生异常会抛出异常）。 然而，现实世界的霍夫曼树没有这个属性。

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当一个孩子是一个叶子而另一个孩子不是你的目标字母时，你会尝试为下一个环路设置一个新的tempNode ， tempLeft和tempRight 。

    else if ((tempRight->is_leaf()) && 
             (tempRight->letter != letter)) 
     {
         tempNode = root->left;
         tempLeft = tempNode->left;
         tempRight = tempNode->right;
         encode_str = encode_str + '0';
     } 

但是，由于您从不修改root ，因此tempNode = root->left将始终将tempNode设置为同一节点。

你可能想要tempNode = tempNode->left 。

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为避免重复代码，您可以移动

tempLeft = tempNode->left;
tempRight = tempNode->right;

...成为while()循环中发生的第一件事。

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你说调试没有帮助。 你真的在调试器中运行它吗？

编写一个设置树的单元测试; 验证树实际上包含您想要的内容; 并用一个字母调用此函数。 决定你认为执行应该如何进行。 现在在调试器中运行代码，逐步执行它。 当它停止做你认为应该做的事情时，你就能够解释原因。

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实现Huffman编码的常用方法是拥有一个叶节点数组，这样您就可以通过简单的数组访问来访问节点：

    NodePtr nodeA = nodes[0];

...并且在每个节点中都有一个指向父节点的指针，以及一个指示它是左子节点还是右子节点的字段，这样您就可以轻松地从树到底遍历树，构建代码（反向）：

    string code = "";
    NodePtr node = nodeA;
    while(node->parent != NULL) {
        code = node->code + code; 
        node = node->parent;
    }