根据下列字符出现的频率W={5, 29, 7, 8, 14, 23, 3,11},建立哈夫曼树,设计哈夫曼编码,并计算WPL.
时间: 2024-05-01 07:16:05 浏览: 13
首先,根据哈夫曼树的构建算法,我们需要将所有权值从小到大排序,然后每次将权值最小的两个节点合并,直到只剩下一个节点为止。
排序后的W为:{3, 5, 7, 8, 11, 14, 23, 29}
第一步,将3和5合并,得到权值为8的节点,树结构如下:
```
8
/ \
3 5
```
第二步,将7和8合并,得到权值为15的节点,树结构如下:
```
15
/ \
8 7
/ \
3 5
```
第三步,将11和14合并,得到权值为25的节点,树结构如下:
```
25
/ \
15 10
/ \
8 7
/ \
3 5
```
第四步,将23和25合并,得到权值为48的节点,树结构如下:
```
48
/ \
25 23
/ \
15 10
/ \
8 7
/ \
3 5
```
最后,将29和48合并,得到权值为77的节点,树结构如下:
```
77
/ \
48 29
/ \
25 23
/ \
15 10
/ \
8 7
/ \
3 5
```
接下来,我们可以根据哈夫曼树来设计哈夫曼编码。从根节点开始,向左走为0,向右走为1,直到叶子节点为止。得到的编码如下:
| 字符 | 频率 | 编码 |
| --- | --- | --- |
| 1 | 5 | 11110 |
| 2 | 29 | 0 |
| 3 | 7 | 1110 |
| 4 | 8 | 11111 |
| 5 | 14 | 110 |
| 6 | 23 | 10 |
| 7 | 3 | 111110 |
| 8 | 11 | 11110 |
最后,我们可以计算WPL(weighted path length),即各个字符的出现频率乘以对应的编码长度的和,公式为:
$$
WPL = \sum\limits_{i=1}^n f_i \times l_i
$$
其中,$f_i$为第$i$个字符的出现频率,$l_i$为该字符的编码长度。
计算得到的WPL为:
$$
WPL = 5\times5 + 29\times1 + 7\times4 + 8\times5 + 14\times3 + 23\times2 + 3\times6 + 11\times5 = 269
$$
因此,这组字符的哈夫曼编码的WPL为269。