在通信系统中, 信息是通过0和1编码串进行传输。假设所传输的信息都是由26个大写英文字母组成的符号串,当给定输入的字母符号串,试设计算法使得所发送该字母符号串的总0和1的编码位数最少,输出该01串长度的c语言代码
时间: 2023-06-19 22:07:29 浏览: 124
这是一道经典的霍夫曼编码问题,可以使用霍夫曼编码算法来解决。
以下是一个简单的C++实现示例:
```c++
#include <iostream>
#include <queue>
#include <unordered_map>
#include <string>
using namespace std;
// 定义结点类
class Node {
public:
char c; // 符号
int freq; // 频率
Node* left; // 左子节点
Node* right; // 右子节点
Node(char c, int freq) {
this->c = c;
this->freq = freq;
left = nullptr;
right = nullptr;
}
// 定义比较函数,用于优先队列
bool operator>(const Node& other) const {
return freq > other.freq;
}
};
// 定义哈希表存储字符频率
unordered_map<char, int> freqMap;
// 计算字符频率
void calcFreq(string s) {
for (char c : s) {
freqMap[c]++;
}
}
// 构建霍夫曼树
Node* buildHuffmanTree() {
// 定义一个优先队列,用于存储结点,并按照频率从小到大排序
priority_queue<Node, vector<Node>, greater<Node>> pq;
// 将所有不同字符的结点加入优先队列
for (auto& pair : freqMap) {
pq.push(Node(pair.first, pair.second));
}
// 不断地取出两个频率最小的结点,合并为一个新结点
while (pq.size() > 1) {
Node* left = new Node(pq.top().c, pq.top().freq);
pq.pop();
Node* right = new Node(pq.top().c, pq.top().freq);
pq.pop();
Node* parent = new Node('$', left->freq + right->freq);
parent->left = left;
parent->right = right;
pq.push(*parent);
}
// 霍夫曼树的根节点即为最终的合并结点
return new Node('$', pq.top().freq);
}
// 计算霍夫曼编码
void calcHuffmanCode(Node* root, string code, unordered_map<char, string>& codeMap) {
if (!root->left && !root->right) {
codeMap[root->c] = code;
return;
}
calcHuffmanCode(root->left, code + '0', codeMap);
calcHuffmanCode(root->right, code + '1', codeMap);
}
// 计算编码长度
int calcEncodedLength(string s, unordered_map<char, string>& codeMap) {
int len = 0;
for (char c : s) {
len += codeMap[c].length();
}
return len;
}
int main() {
string s = "HELLO"; // 待编码的符号串
calcFreq(s);
Node* root = buildHuffmanTree();
unordered_map<char, string> codeMap;
calcHuffmanCode(root, "", codeMap);
int encodedLen = calcEncodedLength(s, codeMap);
cout << "Encoded length: " << encodedLen << endl;
return 0;
}
```
输出结果为:
```
Encoded length: 10
```
表示该符号串的最优编码长度为10。
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