编写一个程序 exp7-5.cpp,构造一棵哈夫曼树,输出对应的哈夫曼编码和平均查找长度
时间: 2024-10-28 09:14:52 浏览: 69
哎呀.zip_设计一个哈夫曼编码、译码系统
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在C++中编写一个名为`exp7-5.cpp`的程序,用于构建哈夫曼树(Huffman Tree),通常这个过程涉及两个步骤:首先计算字符频率,然后使用这些频率生成哈夫曼树并分配编码。以下是简单的步骤概述:
1. 定义一个结构体(如`Node`)表示树节点,包含字符、频率和左右子节点。
```cpp
struct Node {
char ch;
int freq;
Node* left, *right;
};
```
2. 创建一个函数计算字符频率,例如从输入文件读取数据统计每个字符出现次数。
```cpp
vector<Node*> buildFrequencies(const string& input);
```
3. 使用优先队列实现Dijkstra算法(或者斐波那契堆)构建哈夫曼树。
```cpp
Node* constructHuffmanTree(vector<Node*>& nodes);
```
4. 输出哈夫曼编码。遍历哈夫曼树,为每个节点添加编码并返回结果。
```cpp
void generateCodes(Node* root, vector<pair<char, string>>& codes);
```
5. 计算平均查找长度(ASL)。对于每个字符,其ASL是2^(索引+1),其中索引是从最短编码开始递增的。
```cpp
double calculateASL(vector<pair<char, string>>& codes);
```
6. 主函数中整合上述所有功能,处理用户输入,输出哈夫曼编码和平均查找长度。
```cpp
int main() {
// 读取输入,构建频率向量
vector<Node*> nodes = buildFrequencies(input);
// 构建哈夫曼树
Node* huffmanRoot = constructHuffmanTree(nodes);
// 生成编码
vector<pair<char, string>> codes;
generateCodes(huffmanRoot, codes);
// 计算ASL
double asl = calculateASL(codes);
// 输出结果
for (const auto& code : codes) {
cout << "Character: " << code.first << ", Huffman Code: " << code.second << endl;
}
cout << "Average Search Length: " << asl << endl;
return 0;
}
```
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