|
| Huffman Ağacı |
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
// Maximum agac yuksekligi
#define MAX_TREE_HT 100
// ********************
// ********************
// algoritmauzmani.blogspot.com
// ********************
// ********************
// daha fazlasi icin bizi ziyaret edin
// Tree node'larindaki bilgileri burada tutuyoruz
struct MinHeapNode
{
char data; // karakter girisi
unsigned freq; // karakterin sikligi
struct MinHeapNode *left, *right; // Agacin sol ve sag cocuklari
};
// Burada Huffman Agacinin bilgilerini tutuyoruz
struct MinHeap
{
unsigned size; // Agacin boyutu
unsigned capacity; // agacin kapasitesi
struct MinHeapNode **array; // minheapnode ile olusturulan nodelari tutuyoruz. cift pointer childlar icin.
};
// Bu fonksiyona karakter ve frekans gonderiyoruz, o da bizim icin agac oluşturuyor.
struct MinHeapNode* newNode(char data, unsigned freq)
{
struct MinHeapNode* temp =
(struct MinHeapNode*) malloc(sizeof(struct MinHeapNode));
temp->left = temp->right = NULL;
temp->data = data;
temp->freq = freq;
return temp;
}
// belirtilen kapasitede minheap yapisi olusturuluyor
struct MinHeap* createMinHeap(unsigned capacity)
{
struct MinHeap* minHeap =
(struct MinHeap*) malloc(sizeof(struct MinHeap));
minHeap->size = 0; // current size is 0
minHeap->capacity = capacity;
minHeap->array =
(struct MinHeapNode**)malloc(minHeap->capacity * sizeof(struct MinHeapNode*));
return minHeap;
}
// iki node'u swap eden fonksiyon. Agac dengesi icin
void swapMinHeapNode(struct MinHeapNode** a, struct MinHeapNode** b)
{
struct MinHeapNode* t = *a;
*a = *b;
*b = t;
}
// Klasik heapify fonsiyonu, huffmana dair bir şey yok burada.
void minHeapify(struct MinHeap* minHeap, int idx)
{
int smallest = idx;
int left = 2 * idx + 1;
int right = 2 * idx + 2;
if (left < minHeap->size &&
minHeap->array[left]->freq < minHeap->array[smallest]->freq)
smallest = left;
if (right < minHeap->size &&
minHeap->array[right]->freq < minHeap->array[smallest]->freq)
smallest = right;
if (smallest != idx)
{
swapMinHeapNode(&minHeap->array[smallest], &minHeap->array[idx]);
minHeapify(minHeap, smallest);
}
}
// Heap boyutu 1 mi degil mi onu kontrol eden fonksiyon
int isSizeOne(struct MinHeap* minHeap)
{
return (minHeap->size == 1);
}
// En kucuk degere sahip heap node buluyor
struct MinHeapNode* extractMin(struct MinHeap* minHeap)
{
struct MinHeapNode* temp = minHeap->array[0];
minHeap->array[0] = minHeap->array[minHeap->size - 1];
--minHeap->size;
minHeapify(minHeap, 0);
return temp;
}
// Min heap'e yeni node ekliyor
void insertMinHeap(struct MinHeap* minHeap, struct MinHeapNode* minHeapNode)
{
++minHeap->size;
int i = minHeap->size - 1;
while (i && minHeapNode->freq < minHeap->array[(i - 1)/2]->freq)
{
minHeap->array[i] = minHeap->array[(i - 1)/2];
i = (i - 1)/2;
}
minHeap->array[i] = minHeapNode;
}
// MinHeap olusturan fonksiyon
void buildMinHeap(struct MinHeap* minHeap)
{
int n = minHeap->size - 1;
int i;
for (i = (n - 1) / 2; i >= 0; --i)
minHeapify(minHeap, i);
}
// ekrana dizinin degerlerini bastıran fonksiyon
void printArr(int arr[], int n)
{
int i;
for (i = 0; i < n; ++i)
printf("%d", arr[i]);
printf("\n");
}
// bir nodeun cocugu var mi yok mu onu kontrol ediyor
int isLeaf(struct MinHeapNode* root)
{
return !(root->left) && !(root->right) ;
}
// girilen karakterlerin boyutuna gore minheap olustuyor.
struct MinHeap* createAndBuildMinHeap(char data[], int freq[], int size)
{
struct MinHeap* minHeap = createMinHeap(size);
for (int i = 0; i < size; ++i)
minHeap->array[i] = newNode(data[i], freq[i]);
minHeap->size = size;
buildMinHeap(minHeap);
return minHeap;
}
// Esas kod kısmı burasi huffman agacini olustuyor.
struct MinHeapNode* buildHuffmanTree(char data[], int freq[], int size)
{
struct MinHeapNode *left, *right, *top;
// belirtilen boyutta min heap olusturuyoruz.
struct MinHeap* minHeap = createAndBuildMinHeap(data, freq, size);
// dongumuz heap boyutu 1 olmadigi surece donuyor.
while (!isSizeOne(minHeap))
{
// en kucuk frekansa sahip iki karakteri heap ediyoruz.
left = extractMin(minHeap);
right = extractMin(minHeap);
// iki karakteri toplayip parent node olusturma islemini burada yapiyoruz. a=4 b=5 ise ab=9 olusturmak gibi
top = newNode('$', left->freq + right->freq);
top->left = left;
top->right = right;
insertMinHeap(minHeap, top);
}
// geriye kalan node root node oldugu icin bunu geri donduruyoruz.
return extractMin(minHeap);
}
// root'dan itibaren tum nodelari ekrana bastiriyoruz.
void printCodes(struct MinHeapNode* root, int arr[], int top)
{
if (root->left)
{
arr[top] = 0;
printCodes(root->left, arr, top + 1);
}
if (root->right)
{
arr[top] = 1;
printCodes(root->right, arr, top + 1);
}
if (isLeaf(root))
{
printf("%c: ", root->data);
printArr(arr, top);
}
}
// Huffman agacini olusturan temen fonksiyon. karakter, frekans ve boyut degiskenleri aliyor.
void HuffmanCodes(char data[], int freq[], int size)
{
// Huffman Agacini olusturduk
struct MinHeapNode* root = buildHuffmanTree(data, freq, size);
int arr[MAX_TREE_HT], top = 0;
printCodes(root, arr, top);
}
// Buradan isterseniz dinamik veri girebileceginiz kod da olusturabilirsiniz.
int main()
{
char arr[] = {'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f'};
int freq[] = {5, 9, 12, 13, 16, 45};
int size = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
HuffmanCodes(arr, freq, size);
return 0;
}
Etiketler: Huffman Kodlaması, huffman kodlaması c kodu, huffman nedir, kayıpsız sıkıştırma, sıkıştırma algoritmalarıi algoritmalar