请用python完成题目:给你一个字符串,由大写字母和下划线(代表空格)组成,根据字母出现的次数为权值利用赫夫曼编码计算出编码的总长度,与传统的每个字符用8位的编码长度对比,计算出两者的比例,注意只有一种字符的情况要单独考虑。
时间: 2024-03-15 13:44:14 浏览: 18
好的,我可以为您解答这道题目。首先,我们可以使用 Python 中的 `collections` 模块中的 `Counter` 类来统计字符串中每个字符出现的次数。然后,我们可以使用 `heapq` 模块来实现赫夫曼编码。
下面是一段 Python 代码,可以完成您的要求:
```python
import heapq
from collections import Counter
def huffman_encoding(s):
freq = Counter(s)
heap = [[wt, [sym, ""]] for sym, wt in freq.items()]
heapq.heapify(heap)
while len(heap) > 1:
lo = heapq.heappop(heap)
hi = heapq.heappop(heap)
for pair in lo[1:]:
pair[1] = '0' + pair[1]
for pair in hi[1:]:
pair[1] = '1' + pair[1]
heapq.heappush(heap, [lo[0] + hi[0]] + lo[1:] + hi[1:])
huffman_dict = dict(sorted(heapq.heappop(heap)[1:], key=lambda p: (len(p[-1]), p)))
return huffman_dict
def huffman_length(s):
huffman_dict = huffman_encoding(s)
huffman_len = sum(len(huffman_dict[ch]) for ch in s)
return huffman_len
def traditional_length(s):
if len(set(s)) == 1:
return 8
else:
return len(s) * 8
def main():
s = input("请输入字符串:")
huffman_len = huffman_length(s)
tradition_len = traditional_length(s)
if tradition_len == 0:
print("该字符串为空!")
else:
rate = huffman_len / tradition_len
print("赫夫曼编码长度为:", huffman_len)
print("传统编码长度为:", tradition_len)
print("两者比例为:", rate)
if __name__ == '__main__':
main()
```
在上述代码中,我们首先定义了 `huffman_encoding` 函数,该函数接受一个字符串作为参数,并返回一个字典,其中每个字符对应一个赫夫曼编码。然后,我们定义了 `huffman_length` 函数和 `traditional_length` 函数,分别用于计算赫夫曼编码长度和传统编码长度。最后,我们定义了 `main` 函数,用于接受用户输入,并调用上述三个函数计算编码长度和比例。
需要注意的是,在计算传统编码长度时,我们需要特殊处理只有一种字符的情况,此时传统编码长度为8位(一个字节)。在计算比例时,我们需要避免除以0的情况。
希望这段代码可以帮助到您!