Implantation de l'algorithme de construction de l'arbre

Ajout d'un programme principal de test

Makefile

@@ -3,11 +3,11 @@ FLAGS=-Wall -std=c99
 SRC=src
 PROG=compress
 
-all: $(SRC)/main.o $(SRC)/huf.o
+all: main.o huf.o
 	$(CC) $^ $(FLAGS) -o $(PROG)
 
-%.o: %.cpp
+%.o: src/%.c
 	$(CC) $(FLAGS) -c $^
 
-camille:
-	rm -f $(PROG) **/*.o **/*.gch
+clean:
+	rm -f $(PROG) *.o

include/huf.h

@@ -1,6 +1,12 @@
 #ifndef __FREQ_H__
 #define __FREQ_H__
 
+#include <stdlib.h>
+
+#define TRUE 1
+#define FALSE 0
+#define NUM_CHARS 256
+
 typedef struct Vertex Vertex;
 struct Vertex {
 	// le double `freq` indique la fréquence d'apparition de la lettre
@@ -11,18 +17,27 @@ struct Vertex {
 	// représente (caractère ASCII 0 - 255)
 	char value;
 
-	// pointe vers le sommet parent à celui-ci (ou bien vers NULL s'il n'a
-	// pas de parent affecté, comme c'est le cas pour les sommets non-traités
-	// et pour la racine)
+	// les sommets virtuels sont ceux qui ne correspondent pas à une lettre
+	// du corpus, mais chapeautent les autres sommets
+	int is_virtual;
+
+	// pointe vers le sommet parent à celui-ci, ou NULL s'il n'a pas de parent,
+	// comme par exemple pour la racine et les sommets en cours de traitement
 	Vertex* parent;
 };
 
+typedef struct Tree Tree;
+struct Tree {
+	size_t size;
+	Vertex* vertices;
+};
+
 // calcule un tableau des fréquences des caractères dans le corpus,
 // indexé par la valeur numérique ASCII de chaque caractère
 double* computeFrequencies(const char* filepath);
 
 // déduit du tableau de fréquences l'arbre de Huffman, représenté
 // par une liste de sommets chaînés
-Vertex* buildTree(double* frequencies);
+Tree buildTree(double* frequencies);
 
 #endif

src/huf.c

@@ -1,13 +1,14 @@
 #include "../include/huf.h"
+#include <assert.h>
 #include <stdlib.h>
 #include <stdio.h>
 
 double* computeFrequencies(const char* filepath) {
-	double* frequencies = (double*) malloc(256 * sizeof(double));
+	double* frequencies = (double*) malloc(NUM_CHARS * sizeof(double));
 	int totalChars = 0;
 
 	// initialisation du tableau à 0
-	for (int i = 0; i < 256; i++) {
+	for (size_t i = 0; i < NUM_CHARS; i++) {
 		frequencies[i] = 0;
 	}
 
@@ -21,30 +22,97 @@ double* computeFrequencies(const char* filepath) {
 	}
 
 	// conversion des effectifs en fréquences
-	for (int i = 0; i < 256; i++) {
+	for (size_t i = 0; i < NUM_CHARS; i++) {
 		frequencies[i] /= totalChars;
 	}
 
 	return frequencies;
 }
 
-Vertex* buildTree(double* frequencies) {
-	int vertexCount = 0;
+Tree buildTree(double* frequencies) {
+	// comptage du nombre de caractères différents dans le fichier,
+	// il s'agit du nombre initial de sommets dans l'arbre binaire
+	size_t vertex_count = 0;
 
-	// on compte le nombre de sommets à allouer
-	// (uniquement les caractères qui apparaissent au moins une fois)
-	for (int i = 0; i < 256; i++) {
+	for (size_t i = 0; i < NUM_CHARS; i++) {
 		if (frequencies[i] > 0) {
-			vertexCount++;
+			vertex_count++;
 		}
 	}
 
-	// on alloue la place pour 2n + 1 sommets (nombre total
-	// de sommets dans l'arbre binaire)
-	Vertex* tree = (Vertex*) malloc((2 * vertexCount - 1) * sizeof(Vertex));
+	// allocation d'un tableau de 2n + 1 sommets, le nombre total de
+	// sommets dans l'arbre binaire final
+	size_t tree_size = 2 * vertex_count - 1;
+	Vertex* vertices = (Vertex*) malloc(tree_size * sizeof(Vertex));
 
-	// (à faire: algo pour remplir l'arbre)
-	// (trier le tableau des fréquences ?)
+	// remplissage initial du tableau avec un sommet pour chaque lettre
+	size_t next_available = 0;
+
+	for (size_t i = 0; i < NUM_CHARS; i++) {
+		if (frequencies[i] > 0) {
+			vertices[next_available].frequency = frequencies[i];
+			vertices[next_available].value = (char) i;
+			vertices[next_available].is_virtual = FALSE;
+			vertices[next_available].parent = NULL;
+			next_available++;
+		}
+	}
+
+	// remplissage du tableau avec les sommets virtuels
+	while (next_available < tree_size) {
+		// détermination des deux sommets de fréquence les plus faibles
+		// parmi tous les sommets n'ayant pas de parent
+		size_t i = 0, min_vert, min_vert_sec;
+		int is_init = FALSE, is_init_sec = FALSE;
+		double min_freq;
+
+		for (; i < next_available; i++) {
+			if (vertices[i].parent == NULL) {
+				if (!is_init) {
+					// initialisation du premier sommet sans parent
+					min_vert = i;
+					min_freq = vertices[i].frequency;
+					is_init = TRUE;
+				} else if (!is_init_sec) {
+					// initialisation du second sommet sans parent,
+					// en s'assurant qu'ils sont dans le bon ordre
+					if (vertices[i].frequency < min_freq) {
+						size_t swap = min_vert;
+						min_vert = i;
+						min_vert_sec = swap;
+						min_freq = vertices[i].frequency;
+					} else {
+						min_vert_sec = i;
+					}
+
+					is_init_sec = TRUE;
+				} else if (vertices[i].frequency < min_freq) {
+					// déplacement de l'ancien minimum en second minimum
+					// et remplacement par le nouveau minimum
+					min_vert_sec = min_vert;
+					min_vert = i;
+				}
+			}
+		}
+
+		// création d'un sommet parent à ces deux sommets. Ce sommet est
+		// créé à la prochaine position disponible dans le tableau
+		vertices[next_available].frequency =
+			vertices[min_vert].frequency + vertices[min_vert_sec].frequency;
+		vertices[next_available].is_virtual = TRUE;
+		vertices[next_available].parent = NULL;
+
+		// assignation du nouveau parent et des enfants
+		vertices[min_vert].parent = &vertices[next_available];
+		vertices[min_vert_sec].parent = &vertices[next_available];
+
+		next_available++;
+	}
+
+	Tree tree = {
+		.size = tree_size,
+		.vertices = vertices
+	};
 
 	return tree;
 }

src/main.c

@@ -3,22 +3,39 @@
 
 int main(int argc, const char** argv) {
 	if (argc != 2) {
-		printf("Usage : compress <fichier>\n");
-		printf("Paramètre fichier manquant.\n");
+		fprintf(stderr, "Usage : compress <fichier>\n");
+		fprintf(stderr, "Paramètre fichier manquant.\n");
 		return 1;
 	}
 
 	double* frequencies = computeFrequencies(argv[1]);
 	double sum = 0;
 
+	printf("--- 1 : CALCUL DES FRÉQUENCES ---\n\n");
+
 	for (int i = 0; i < 256; i++) {
 		if (frequencies[i] != 0) {
 			sum += frequencies[i];
-			printf("%c (%d) : %f\n", i, i, frequencies[i]);
+			printf("%1c (%3d) : %4f\n", i, i, frequencies[i]);
 		}
 	}
 
-	printf("Total : %f\n", sum);
+	printf("Total   : %f\n\n", sum);
+	printf("--- 2 : CONSTRUCTION DE L'ARBRE ---\n\n");
+
+	Tree tree = buildTree(frequencies);
+	printf("Arbre à %zu sommets\n\n", tree.size);
+
+	for (int i = 0; i < tree.size; i++) {
+		Vertex* vertex = &tree.vertices[i];
+
+		printf(
+			"[%p] Sommet %c (%4f, %s) : parent %p\n",
+			(void*) vertex, vertex->value, vertex->frequency,
+			vertex->is_virtual ? "est virtuel" : "non virtuel",
+			(void*) vertex->parent
+		);
+	}
 
 	return 0;
 }