在由 6 个字符组成的字符集 S 中,各字符出现的频次分别为 3,4,5,6,8,10,为 S 构造的哈夫曼编码的加权平均长度为
时间: 2024-05-03 12:17:32 浏览: 150
哈夫曼编码是一种无前缀编码,它可以使得编码后的字符串长度最短。在构造哈夫曼树时,每次选取两个权值最小的节点合并成一个新的节点,直到最后只剩下一个节点。构造出的哈夫曼树的根节点就是整个字符集的编码。对于每个字符,它的编码是从根节点开始,向左走为 0,向右走为 1,经过的路径即为它的编码。
对于这个问题,我们可以先按照字符出现频次从小到大排序,得到字符集 S 的顺序为 3,4,5,6,8,10。然后按照哈夫曼编码的构造方法,构造出哈夫曼树。构造哈夫曼树的过程如下:
1. 将字符集 S 中的每个字符看作一个节点,并将它们的权值设置为它们的频次。
2. 每次从剩余的节点中选取权值最小的两个节点合并成一个新的节点。新节点的权值为这两个节点的权值之和。
3. 将新节点插入到剩余节点中,并重新排序。
4. 如果只剩下一个节点,停止构造。
按照上述步骤,我们可以得到如下的哈夫曼树:
```
36
/ \
15 \
/ \ \
7 8 \
/ \ \ \
3 4 5 6
```
根据哈夫曼编码的定义,每个字符的编码是从根节点到它的叶子节点的路径上的 0 和 1 的序列。因此,我们可以通过遍历哈夫曼树来得到所有字符的编码,并计算加权平均长度。遍历过程如下:
1. 从根节点开始,如果左子节点存在,则将当前编码加上 0,并进入左子节点。
2. 如果右子节点存在,则将当前编码加上 1,并进入右子节点。
3. 如果当前节点是叶子节点,就将当前编码加入到编码表中,并将当前编码长度乘以该节点的权值加入到总长度中。
4. 如果当前节点没有左子节点和右子节点,就说明已经遍历完了整棵树。
按照上述遍历过程,我们可以得到字符集 S 的编码表如下:
```
字符 | 频次 | 编码
--------------------
3 | 3 | 110
4 | 4 | 111
5 | 5 | 100
6 | 6 | 101
8 | 8 | 01
10 | 10 | 00
```
加权平均长度为:
$\frac{3\times3+4\times3+5\times3+6\times3+8\times2+10\times2}{36}= \frac{99}{36} \approx 2.75$。
因此,构造的哈夫曼编码的加权平均长度为约等于 2.75。
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