c语言实现字母和频率作为叶子结点及权值计算带权路径长度WPL
时间: 2024-01-14 07:04:45 浏览: 35
好的,我来为您解答。要实现这个功能,我们可以使用哈夫曼树来构建一棵树,其中每个叶子节点代表一个字母和它的频率,非叶子节点的权值为其两个子节点的权值之和。那么,根据哈夫曼树的性质,带权路径长度WPL即为每个叶子节点的权值乘以其深度的和。
下面是具体的实现步骤:
1. 统计每个字母在字符串中出现的频率,保存到一个数组中。
2. 将每个字母和其对应的频率作为一个叶子节点,构建哈夫曼树。
3. 遍历哈夫曼树,计算每个叶子节点的深度和权值的乘积,累加得到WPL。
4. 返回WPL即可。
以下是C语言的代码示例:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#define MAX_LEN 100
typedef struct node {
char ch; // 字符
int freq; // 频率
struct node *left;
struct node *right;
} Node;
// 创建一个新的节点
Node *newNode(char ch, int freq) {
Node *node = (Node *) malloc(sizeof(Node));
node->ch = ch;
node->freq = freq;
node->left = NULL;
node->right = NULL;
return node;
}
// 交换两个节点
void swapNodes(Node **a, Node **b) {
Node *temp = *a;
*a = *b;
*b = temp;
}
// 构建哈夫曼树
Node *buildHuffmanTree(char *str, int freq[]) {
int n = strlen(str);
// 创建一个节点数组,用于存储所有的叶子节点
Node **nodes = (Node **) malloc(n * sizeof(Node *));
for (int i = 0; i < n; i++) {
nodes[i] = newNode(str[i], freq[i]);
}
// 构建哈夫曼树
int size = n;
while (size > 1) {
// 找到权值最小的两个节点
int min1 = 0, min2 = 1;
if (nodes[min1]->freq > nodes[min2]->freq) {
swapNodes(&nodes[min1], &nodes[min2]);
}
for (int i = 2; i < size; i++) {
if (nodes[i]->freq < nodes[min1]->freq) {
min2 = min1;
min1 = i;
}
else if (nodes[i]->freq < nodes[min2]->freq) {
min2 = i;
}
}
// 创建一个新的节点,将权值最小的两个节点作为其子节点
Node *parent = newNode('\0', nodes[min1]->freq + nodes[min2]->freq);
parent->left = nodes[min1];
parent->right = nodes[min2];
// 将新节点加入节点数组中
nodes[min1] = parent;
nodes[min2] = nodes[size - 1];
size--;
}
// 返回根节点
return nodes[0];
}
// 计算带权路径长度WPL
int calcWPL(Node *root, int depth) {
if (root == NULL) {
return 0;
}
if (root->left == NULL && root->right == NULL) {
return root->freq * depth;
}
return calcWPL(root->left, depth + 1) + calcWPL(root->right, depth + 1);
}
int main() {
char str[MAX_LEN];
int freq[MAX_LEN] = {0};
printf("请输入字符串:");
scanf("%s", str);
int n = strlen(str);
for (int i = 0; i < n; i++) {
freq[str[i] - 'a']++;
}
Node *root = buildHuffmanTree(str, freq);
int wpl = calcWPL(root, 0);
printf("带权路径长度为:%d\n", wpl);
return 0;
}
```
以上就是用C语言实现字母和频率作为叶子结点及权值计算带权路径长度WPL的方法,希望能对您有所帮助。
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