问题描述 给定n个互不相同的整数,以及这些整数出现的次数。 以每个整数出现的次数作为权值,构造一颗哈夫曼树。 求哈夫曼树的加权路径长度。 输入 输入第一行是一个正整数n(0<n<100000)。接下来总共n行。 每行两个整数v和w,v表示整数值,w表示整数v出现的次数。(0<w<=100) 输出 输出一个整数,即哈夫曼树的带权路径长度。c语言代码

时间: 2023-12-10 17:42:37 浏览: 40
以下是C语言代码实现: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #define MAX_N 100000 struct Node { int val, freq; struct Node *left, *right; }; struct MinHeap { int size; struct Node **arr; }; struct Node *newNode(int val, int freq) { struct Node *node = (struct Node*) malloc(sizeof(struct Node)); node->val = val; node->freq = freq; node->left = NULL; node->right = NULL; return node; } struct MinHeap *createMinHeap(int capacity) { struct MinHeap *minHeap = (struct MinHeap*) malloc(sizeof(struct MinHeap)); minHeap->size = 0; minHeap->arr = (struct Node**) malloc(capacity * sizeof(struct Node*)); return minHeap; } void swapNodes(struct Node **a, struct Node **b) { struct Node *temp = *a; *a = *b; *b = temp; } void minHeapify(struct MinHeap *minHeap, int index) { int smallest = index; int left = 2 * index + 1; int right = 2 * index + 2; if (left < minHeap->size && minHeap->arr[left]->freq < minHeap->arr[smallest]->freq) { smallest = left; } if (right < minHeap->size && minHeap->arr[right]->freq < minHeap->arr[smallest]->freq) { smallest = right; } if (smallest != index) { swapNodes(&minHeap->arr[smallest], &minHeap->arr[index]); minHeapify(minHeap, smallest); } } int isSizeOne(struct MinHeap *minHeap) { return minHeap->size == 1; } struct Node *extractMin(struct MinHeap *minHeap) { struct Node *temp = minHeap->arr[0]; minHeap->arr[0] = minHeap->arr[minHeap->size - 1]; --minHeap->size; minHeapify(minHeap, 0); return temp; } void insertMinHeap(struct MinHeap *minHeap, struct Node *node) { ++minHeap->size; int i = minHeap->size - 1; while (i && node->freq < minHeap->arr[(i - 1) / 2]->freq) { minHeap->arr[i] = minHeap->arr[(i - 1) / 2]; i = (i - 1) / 2; } minHeap->arr[i] = node; } struct Node *buildHuffmanTree(int vals[], int freqs[], int n) { struct Node *left, *right, *top; struct MinHeap *minHeap = createMinHeap(n); for (int i = 0; i < n; ++i) { insertMinHeap(minHeap, newNode(vals[i], freqs[i])); } while (!isSizeOne(minHeap)) { left = extractMin(minHeap); right = extractMin(minHeap); top = newNode(-1, left->freq + right->freq); top->left = left; top->right = right; insertMinHeap(minHeap, top); } return extractMin(minHeap); } int getDepth(struct Node *root, int val, int depth) { if (!root) { return -1; } if (root->val == val) { return depth; } int leftDepth = getDepth(root->left, val, depth + 1); if (leftDepth != -1) { return leftDepth; } return getDepth(root->right, val, depth + 1); } int main() { int n; scanf("%d", &n); int vals[MAX_N], freqs[MAX_N]; for (int i = 0; i < n; ++i) { scanf("%d%d", &vals[i], &freqs[i]); } struct Node *root = buildHuffmanTree(vals, freqs, n); int sum = 0; for (int i = 0; i < n; ++i) { sum += freqs[i] * getDepth(root, vals[i], 0); } printf("%d\n", sum); return 0; } ``` 代码的核心是哈夫曼树的构建和加权路径长度的计算。首先,我们需要定义一个结构体来表示哈夫曼树的节点,其中包括节点的值、出现频率以及左右子节点。其次,我们需要定义一个最小堆来维护出现频率最小的节点。然后,我们需要实现最小堆的插入、删除最小元素以及堆化等操作。接着,我们需要实现哈夫曼树的构建,具体过程是不断取出最小频率的两个节点,并将它们合并成一个新节点,直到堆中只剩下一个节点为止。最后,我们需要计算哈夫曼树的加权路径长度,具体过程是对于每个节点,计算其到根节点的距离乘以该节点出现的频率,然后将所有节点的贡献相加即可。 时间复杂度:O(nlogn) 空间复杂度:O(n)

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