java數據結構圖論霍夫曼樹及其編碼示例詳解

public class HuffmanTree {
	public static void main(String[] args) {
		int[] arr = { 13, 7, 8, 3, 29, 6, 1 };
		Node root = createHuffmanTree(arr);
		preOrder(root);
	}
	// 編寫一個前序遍歷的方法
	public static void preOrder(Node root) {
		if (root != null) {
			root.preOrder();
		} else {
			System.out.println("樹是空樹，無法遍歷~~");
		}
	}
	// 創建赫夫曼樹的方法
	/**
	 * @param arr 需要創建成霍夫曼樹的數組
	 * @return 創建好後的霍夫曼樹的root節點
	 */
	public static Node createHuffmanTree(int[] arr) {
		// 第一步為瞭操作方便
		// 1.遍歷 arr 數組
		// 2.將 arr 的每個元素構成一個Node
		// 3.將Node 放入到ArrayList中
		List<Node> nodes = new ArrayList<Node>();
		for (int value : arr) {
			nodes.add(new Node(value));
		}
		while (nodes.size() > 1) {
			// 排序從小到大
			Collections.sort(nodes);
			System.out.println("nodes = " + nodes); 
			// 取出根節點權值最小的兩顆二叉樹
			//註意：如果是從大到小排列的：就應該取倒數第一個和倒數第二個
			// (1) 取出權值最小的節點(二叉樹)
			Node leftNode = nodes.get(0);
			// (2) 取出權值第二小的節點(二叉樹)
			Node rightNode = nodes.get(1);
			// (3) 構建一顆新的二叉樹
			Node parent = new Node(leftNode.value + rightNode.value);
			parent.left = leftNode;
			parent.right = rightNode;
			// (4) 從ArrayList刪除處理過的二叉樹
			nodes.remove(leftNode);
			nodes.remove(rightNode);
			// (5) 將parent加入到nodes
			nodes.add(parent);
		}
		// 返回赫夫曼樹的root節點
		return nodes.get(0);
	}
}
//創建節點類
//為瞭讓Node對象支持排序Collections集合排序
//讓Node實現Comparable接口
class Node implements Comparable<Node> {
	int value;// 節點權值
	Node left;// 指向左子節點
	Node right;// 指向右子節點
 
	public Node(int value) {
		this.value = value;
	}
	// 寫一個前序遍歷
	public void preOrder() {
		System.out.println(this);
		if (this.left != null) {
			this.left.preOrder();
		}
		if (this.right != null) {
			this.right.preOrder();
		}
	}
	@Override
	public String toString() {
		return "Node [value=" + value + "]";
	}
	@Override
	public int compareTo(Node o) {
		// 表示從小到大排列
		return this.value - o.value;
	}
}