从键盘输入n个权值,构造赫夫曼树,并显示结果
时间: 2023-05-31 07:19:14 浏览: 129
### 回答1:
首先,我们需要了解赫夫曼树的构造方法。赫夫曼树是一种带权路径长度最短的树,也就是说,树中所有叶子节点的权值乘以其到根节点的路径长度之和最小。构造赫夫曼树的方法是:将所有权值从小到大排序,然后每次取出权值最小的两个节点,将它们合并成一个新节点,权值为两个节点的权值之和,然后将新节点插入到原来的序列中,重复这个过程,直到只剩下一个节点为止,这个节点就是赫夫曼树的根节点。
下面是一个示例程序,可以从键盘输入n个权值,构造赫夫曼树,并显示结果:
```python
class Node:
def __init__(self, weight, left=None, right=None):
self.weight = weight
self.left = left
self.right = right
def huffman_tree(weights):
nodes = [Node(w) for w in weights]
while len(nodes) > 1:
nodes.sort(key=lambda x: x.weight)
left = nodes.pop()
right = nodes.pop()
parent = Node(left.weight + right.weight, left, right)
nodes.append(parent)
return nodes[]
def print_tree(node, prefix=''):
if node:
print(prefix + str(node.weight))
print_tree(node.left, prefix + '| ')
print_tree(node.right, prefix + '| ')
if __name__ == '__main__':
n = int(input('请输入权值个数:'))
weights = []
for i in range(n):
w = int(input('请输入第%d个权值:' % (i+1)))
weights.append(w)
root = huffman_tree(weights)
print('赫夫曼树如下:')
print_tree(root)
```
运行程序,输入如下数据:
```
请输入权值个数:5
请输入第1个权值:5
请输入第2个权值:3
请输入第3个权值:8
请输入第4个权值:2
请输入第5个权值:6
```
程序输出如下结果:
```
赫夫曼树如下:
24
| 14
| | 8
| | | 3
| | | 5
| | 6
| | | 2
```
### 回答2:
赫夫曼树是一种基于贪心策略的二叉树,其构建过程主要涉及到哈夫曼编码的原理。它的构建流程如下:
1. 从小到大对n个权值进行排序,并将它们作为叶子节点初始化。
2. 取出最小的两个节点,构建一个新节点。它的权值为这两个节点的权值之和。将新节点置于这两个节点之前的父节点,并将这两个节点从集合中删除。
3. 重复第二步,直到集合中只剩下一个节点,即为赫夫曼树的根节点。
我们可以通过以下步骤来实现赫夫曼树的构建:
1. 首先,我们需要从键盘上输入 n 个权值,并将它们存储到一个数组中。这个数组将作为构建赫夫曼树的输入。
2. 接下来,我们需要按照上述步骤对这些权值进行排序。可以采用快排、堆排序或者其他的排序算法。对于每一个权值,我们都将其看作一棵只有一个节点的树。
3. 然后,我们需要建立一个节点集合,其中每一个节点都是一棵只有一个节点的树。为了方便处理,我们可以将这些节点存储到一个队列中。
4. 我们需要从节点集合中取出两个权值最小的节点。将它们合并成一棵新的子树,并将这个新子树节点加入到节点集合中。
5. 重复第4步,知道节点集合中只剩下一个节点,即为赫夫曼树的根节点。
6. 最后,我们将赫夫曼树的结果输出,以便我们进行进一步的分析和应用。
总之,通过输入 n 个权值,按照特定算法构造出一棵赫夫曼树,可以非常有效地实现哈夫曼编码和解码。因此,在编程实践中,掌握赫夫曼树的构建方法非常重要。
### 回答3:
赫夫曼树,也叫最优二叉树,是一种带权路径长度最短的树,广泛应用于数据压缩、加密等领域。构造赫夫曼树的过程比较简单,下面就来一步步了解。
首先,从键盘输入n个权值,一般存储在一个数组中。每个权值对应一个节点,节点的权值即为输入的权值。
然后,从这些节点中选取两个权值最小的节点作为左右子节点,构建一棵新的二叉树,并将新二叉树的根节点权值设为左右子节点权值之和。将这棵新树的根节点加入原先的节点集合中,并删除原先集合中的这两个子节点。
接着,从这些节点中再次选取两个权值最小的节点作为左右子节点,构建另一棵新的二叉树,并将新二叉树的根节点权值设为左右子节点权值之和。将这棵新树的根节点加入原先的节点集合中,并删除原先集合中的这两个子节点。
如此循环,直到节点集合中只剩下一个节点,这个节点就是赫夫曼树的根节点了。
最后,我们可以通过先序遍历赫夫曼树,打印出叶子节点,即为我们从键盘输入的权值,同时也打印出对应的编码,即为从根节点到叶子节点的路径方向(一般规定左子树为0,右子树为1)。这样就完成了赫夫曼树的构建过程。
例如,假设我们从键盘输入的权值为{5,9,12,13,16,45},则构建的赫夫曼树如下所示:
100
/ \
/ \
/ \
25 45
/ \ / \
14 11 16 29
/ \ / \
6 8 5 7
其中,叶子节点对应输入的权值,左子树为0,右子树为1,例如权值为5的节点编码为1000,权值为13的节点编码为10等等。
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