计算wpl哈夫曼树的带权路径长度,输入第一行为要编码的符号数量n,输入第二行到n+1为每个符号出现的频率,输出对应哈夫曼树的带权路径长度wpl。用c或者c++实现代码。
时间: 2024-12-19 10:14:42 浏览: 5
在C++中,你可以使用优先队列(通常使用`std::priority_queue`)和哈希表来实现WPL的计算。首先,需要创建一个节点结构体,包含符号、频率和左孩子和右孩子的指针。然后按照频率从小到大排序,构造哈夫曼树。以下是简单的步骤和伪代码:
```cpp
#include <iostream>
#include <vector>
#include <queue>
#include <unordered_map>
struct Node {
char symbol;
int freq;
Node* left = nullptr;
Node* right = nullptr;
};
Node* buildHuffmanTree(std::vector<int> freqs) {
// 创建优先队列,存储频率和节点
std::priority_queue<std::pair<int, Node*>, std::vector<std::pair<int, Node*>>, std::greater<std::pair<int, Node*>>> pq(freqs.begin(), freqs.end());
// 构建哈夫曼树
while (pq.size() > 1) {
auto node1 = pq.top(); pq.pop();
auto node2 = pq.top(); pq.pop();
// 新节点的频率为前两者之和
Node* newNode = new Node;
newNode->freq = node1.first + node2.first;
newNode->left = node1.second;
newNode->right = node2.second;
pq.push({newNode->freq, newNode});
}
return pq.top().second; // 返回最后一个元素,即哈夫曼树的根节点
}
int calculateWPL(Node* root, const std::vector<int>& freqs) {
if (!root) return 0;
int wpl = 0;
for (const auto& [symbol, f] : freqs) {
wpl += f * getDistanceFromRoot(root, symbol); // 获取符号到根的距离乘以频率
}
return wpl;
}
// 辅助函数,计算节点到根的距离
int getDistanceFromRoot(Node* node, char symbol) {
if (!node || node->symbol == symbol) return 0;
return 1 + std::min(getDistanceFromRoot(node->left, symbol), getDistanceFromRoot(node->right, symbol));
}
int main() {
int n;
std::cin >> n;
std::vector<int> freqs(n);
for (int i = 0; i < n; ++i) cin >> freqs[i];
Node* huffmanRoot = buildHuffmanTree(freqs);
int wpl = calculateWPL(huffmanRoot, freqs);
std::cout << "WPL: " << wpl << std::endl;
return 0;
}
```
这段代码首先读取输入,构建哈夫曼树,然后计算并输出WPL。注意这只是一个基本示例,实际代码可能需要处理一些边界情况和错误检查。运行此程序时,确保提供正确的符号数量和频率。
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