用Python代码实现编写一个程序，构造哈夫曼树和哈夫曼编码，要求输出建立的哈夫曼树和相关的哈夫曼编码

好的，以下是Python代码实现哈夫曼树和哈夫曼编码的程序：

class Node:
    def __init__(self, value, freq):
        self.value = value
        self.freq = freq
        self.left = None
        self.right = None

def build_huffman_tree(characters, freqs):
    nodes = []
    for i in range(len(characters)):
        node = Node(characters[i], freqs[i])
        nodes.append(node)

    while len(nodes) > 1:
        nodes = sorted(nodes, key=lambda x: x.freq)
        left_node = nodes.pop(0)
        right_node = nodes.pop(0)
        parent_node = Node(None, left_node.freq + right_node.freq)
        parent_node.left = left_node
        parent_node.right = right_node
        nodes.append(parent_node)

    return nodes[0]

def build_huffman_code(node, current_code, huffman_code):
    if node is None:
        return

    if node.value is not None:
        huffman_code[node.value] = current_code
        return

    build_huffman_code(node.left, current_code + "0", huffman_code)
    build_huffman_code(node.right, current_code + "1", huffman_code)

# Test example
characters = ['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f']
freqs = [45, 13, 12, 16, 9, 5]
huffman_code = {}

root_node = build_huffman_tree(characters, freqs)
build_huffman_code(root_node, "", huffman_code)

print("Huffman tree:")
print("Root node frequency:", root_node.freq)
print("Left sub-tree frequency:", root_node.left.freq)
print("Right sub-tree frequency:", root_node.right.freq)

print("\nHuffman codes:")
for char, code in huffman_code.items():
    print(char, ":", code)

程序输入两个列表： `characters` 和 `freqs`，分别表示字符和对应的频率。程序首先将每个字符和其对应的频率封装为节点对象，并将这些节点添加到一个列表中。然后，程序循环执行以下步骤：

1. 对节点列表按照频率排序。
2. 从节点列表中弹出两个频率最小的节点，并合并这两个节点，构造一个父节点。
3. 将该父节点添加到节点列表中。
4. 重复步骤 1-3 直至只剩下一个节点，该节点就是哈夫曼树的根节点。

接着，程序调用 `build_huffman_code` 函数构建哈夫曼编码。该函数使用先序遍历方式遍历哈夫曼树，对每个叶子节点生成一个Huffman编码，Huffman编码是由0和1组成的字符串，左子树的节点得到的编码为0，右子树的节点得到的编码为1。

最后，程序输出构建的哈夫曼树信息和生成的哈夫曼编码信息。