#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;

int b[26]={0};
int bb[26]={0};
int kk;

struct node{
    int w;
    int p,l,r;
};

set <node> se;

string Open(char* s){
    string str = "";
    ifstream op;
    char ch;
    op.open(s);
    while(!op.eof()){
        op>>ch;
        str+=ch;
        //cout<<ch;
    }
    //cout<<endl;
    op.close();
    return str;
}

void Count(string str){
    kk = 0;
    int ls = str.size();
    for(int i=0;i<ls-1;i++){//处理掉多出来的一个字符
        str[i] = tolower(str[i]);
        b[str[i]-'a']++;
    }
    for(int i=0;i<26;i++){
        if(b[i]){
            char c = i+'a';
            cout<<c<<':'<<b[i]<<endl;//b[i]即为权值
            bb[kk++] = b[i];
        }
    }
//    for(int i=0;i<k;i++){
//        cout<<bb[i]<<endl;
//    }
}

///选择两个parent为0,且weight最小的结点s1和s2
void Select(node* &ht,int n,int& a,int& b)
{
     int i,min;
     for(i=1; i<=n; i++){
       if(ht[i].p==0){
           min=i;
           break;
       }
     }
     for(i=1; i<=n; i++){
        if(ht[i].p==0){
          if(ht[i].w<ht[min].w)
          min=i;
        }
     }
     a=min;
     for(i=1; i<=n; i++){
        if(ht[i].p==0 && i!=a){
          min=i;
          break;
        }
     }
     for(i=1; i<=n; i++){
        if(ht[i].p==0 && i!=a){
          if(ht[i].w<ht[min].w)
              min=i;
        }
     }
     b=min;
}

void CreateTree(node* &HT,int n){
    int k=0;
    if(n<=1) return;
    int m = 2*n-1;
    HT = new node[m+1];
    for(int i=1;i<=m;i++){
        HT[i].p = 0, HT[i].l = 0, HT[i].r = 0;
    }
    for(int i=1;i<=n;i++){
        HT[i].w = bb[k++];
    }

    printf("\n哈夫曼树为: \n");
    int s1,s2;
    for(int i=n+1; i<=m; i++){
        Select(HT,i-1,s1,s2);

        HT[s1].p=i;
        HT[s2].p=i;
        HT[i].l=s1;
        HT[i].r=s2;
        HT[i].w=HT[s1].w+HT[s2].w;
        printf("%d (%d, %d)\n",HT[i].w,HT[s1].w,HT[s2].w);
    }
    printf("\n");
}

void CrtHuffmanCode(HuffmanTree *ht, HuffmanCode *hc, int n)
{
 char *cd;   //定义的存放编码的空间
 int a[100];
 int i,start,p,w=0;
 unsigned int c;
 hc=(HuffmanCode *)malloc((n+1)*sizeof(char *));  //分配n个编码的头指针
 cd=(char *)malloc(n*sizeof(char));  //分配求当前编码的工作空间
 cd[n-1]='\0';  //从右向左逐位存放编码，首先存放编码结束符

 for(i=1; i<=n; i++)  //求n个叶子结点对应的哈夫曼编码
 {
  a[i]=0;
  start=n-1;  //起始指针位置在最右边
  for(c=i,p=(*ht)[i].parent; p!=0; c=p,p=(*ht)[p].parent)  //从叶子到根结点求编码
  {

    if( (*ht)[p].LChild==c)
	{
		cd[--start]='1';  //左分支标1
		a[i]++;
	}
    else
	{
		cd[--start]='0';  //右分支标0
		a[i]++;
	}
  }
  hc[i]=(char *)malloc((n-start)*sizeof(char));  //为第i个编码分配空间
  strcpy(hc[i],&cd[start]);    //将cd复制编码到hc
 }
 free(cd);
 for(i=1; i<=n; i++)
  printf(" 权值为%d的哈夫曼编码为：%s\n",(*ht)[i].weight,hc[i]);
 for(i=1; i<=n; i++)
    w+=(*ht)[i].weight*a[i];
 printf(" 带权路径为：%d\n",w);

}

int main(){
    char* s = "C:\\Users\\Answer\\Desktop\\实验6-哈夫曼编码算法的实现\\SourceFile.txt";
    //cout<<Open(s)<<endl;//str 比原串多一个H字符
    string str = Open(s);
    cout<<str<<endl<<endl;
    Count(str);
    node* HT;
    CreateTree(HT,kk);
    CrtHuffmanCode(&HT,&HC,n);
    return 0;
}