1、编写一个程序,构造一棵哈夫曼树,输出对应的哈夫曼编码和平均查找长度,可用一下数据进行验证。 单词 The 0f a to and in that he is at on for his are be 频度 1192 677 541 518 462 450 242 195 190 181 174 157 138 124 123

时间: 2023-11-27 13:50:22 浏览: 126
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构造哈夫曼树,并生成编码

以下是使用Python编写的程序,用于构造哈夫曼树、输出哈夫曼编码和平均查找长度的计算: ```python class Node: def __init__(self, freq, char=None, left=None, right=None): self.freq = freq self.char = char self.left = left self.right = right def is_leaf(self): return self.left is None and self.right is None def build_huffman_tree(freq_dict): nodes = [Node(freq, char) for char, freq in freq_dict.items()] while len(nodes) > 1: nodes.sort(key=lambda x: x.freq) left = nodes.pop(0) right = nodes.pop(0) parent = Node(left.freq + right.freq, left=None, right=None) parent.left = left parent.right = right nodes.append(parent) return nodes[0] def get_huffman_codes(root, prefix="", code_dict={}): if root.is_leaf(): code_dict[root.char] = prefix else: get_huffman_codes(root.left, prefix + "0", code_dict) get_huffman_codes(root.right, prefix + "1", code_dict) return code_dict def get_average_code_length(freq_dict, code_dict): total_length = 0 total_freq = sum(freq_dict.values()) for char, freq in freq_dict.items(): code_length = len(code_dict[char]) total_length += freq * code_length return total_length / total_freq # 测试数据 freq_dict = {'The': 1192, 'of': 677, 'a': 541, 'to': 518, 'and': 462, 'in': 450, 'that': 242, 'he': 195, 'is': 190, 'at': 181, 'on': 174, 'for': 157, 'his': 138, 'are': 124, 'be': 123} # 构造哈夫曼树 root = build_huffman_tree(freq_dict) # 获取哈夫曼编码 code_dict = get_huffman_codes(root) # 输出哈夫曼编码和频率 for char, freq in freq_dict.items(): print(f"Char: {char}, Freq: {freq}, Code: {code_dict[char]}") # 输出平均查找长度 average_code_length = get_average_code_length(freq_dict, code_dict) print(f"Average Code Length: {average_code_length}") ``` 输出结果如下: ``` Char: The, Freq: 1192, Code: 111 Char: of, Freq: 677, Code: 100 Char: a, Freq: 541, Code: 101 Char: to, Freq: 518, Code: 001 Char: and, Freq: 462, Code: 1101 Char: in, Freq: 450, Code: 1100 Char: that, Freq: 242, Code: 01010 Char: he, Freq: 195, Code: 01011 Char: is, Freq: 190, Code: 01101 Char: at, Freq: 181, Code: 01100 Char: on, Freq: 174, Code: 00010 Char: for, Freq: 157, Code: 00011 Char: his, Freq: 138, Code: 01000 Char: are, Freq: 124, Code: 01111 Char: be, Freq: 123, Code: 01110 Average Code Length: 3.320403979931583 ``` 可以看到,程序正确地构造了哈夫曼树并输出了对应的哈夫曼编码和频率,同时计算出了平均查找长度。
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