实现二叉树的存储结构和基本算法,根据一组字符:a,b,c,d,e,f,g,及其对应的一组权值:3,3,7,7,11,13,17,构造哈夫曼树并得到实际问题的哈夫曼编码。 要求输出哈夫曼树的字符串表示形式和每个字符对应的哈夫曼编码。
时间: 2024-12-18 14:26:47 浏览: 29
二叉树是一种常见的数据结构,用于存储元素并支持高效的查找、插入和删除操作。在实现哈夫曼树时,我们通常会先创建一个优先队列(如最小堆),然后按照给定的权值对字符进行排序。
步骤如下:
1. 初始化一个空的二叉树,以及一个字典或映射表,将字符与其权值关联起来。
2. 将字符和它们的权值添加到优先队列中。
3. 当队列非空时,取出权值最小的两个节点(即当前最轻的两棵树),合并成一个新的节点,新节点的权值是这两个子节点权值之和,并作为新的根节点放回队列中。
4. 重复此过程直到队列只剩下一个节点,这个节点就是哈夫曼树的根节点。
对于给出的数据集 `{'a': 3, 'b': 3, 'c': 7, 'd': 7, 'e': 11, 'f': 13, 'g': 17}`,构建哈夫曼树的过程会生成如下的树形结构:
```
15
/ \
10 16
/ \ / \
5 8 13 17
/ \ / \
a b c d
```
每个节点的左孩子代表小权值,右孩子代表大权值。哈夫曼编码则是从根节点到叶子节点的路径上所经过的0和1序列,例如字符 'a' 的路径是左->根,所以其编码为 `0`;字符 'b' 同样,也是 `0`;字符 'c' 则是从根到左孩子的路径,即 `10`,以此类推。
下面是字符对应的哈夫曼编码:
- a: 0
- b: 0
- c: 10
- d: 10
- e: 110
- f: 111
- g: 1110
请注意,哈夫曼编码的实际计算需要手动跟踪每个节点的访问,这里只给出了大致的概念和最终结果。实际编程时可以使用递归或者迭代的方式实现。
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