用c加加语言编写,已知一组包含至少8个字符的数组及各字符的出现概率(随机产生)。求该字符串数组的哈夫曼编码及平均码长。
时间: 2024-10-10 22:10:27 浏览: 44
Internet_X[1].509,c加加语言表白源码玫瑰花,c语言项目
在C++中,计算哈夫曼编码并求平均码长需要几个步骤:
1. **创建频率表**:首先,你需要遍历数组,统计每个字符出现的次数,并存储在一个关联数组(如`std::map<char, int>`)中。
2. **构造哈夫曼树**:将频率表转换成一个优先队列(二叉堆),然后通过迭代构建哈夫曼树。每次从队列中取出频率最小的两个节点,合并成一个新的节点,新节点的频率是两节点之和。重复此过程直到只剩下一个节点,这个节点就是哈夫曼树的根。
3. **编码生成**:从根节点开始,对每一个原始字符,沿着其在哈夫曼树中的路径向下走,遇到左分支就记录0,遇到右分支就记录1,直到到达叶子节点。这就是字符的哈夫曼编码。
4. **计算平均码长**:对于数组中的每个字符及其对应的哈夫曼编码,将其长度乘以其原频率,然后将所有结果相加,除以总字符数,得到平均码长。
以下是一个简单的伪代码示例:
```cpp
#include <map>
#include <queue>
// 哈夫曼树节点结构
struct HuffmanNode {
char data;
int freq;
HuffmanNode* left = nullptr;
HuffmanNode* right = nullptr;
};
HuffmanNode* buildHuffmanTree(std::map<char, int>& freqMap) {
// ... 实现哈夫曼树构建算法
}
std::string getHuffmanCode(char data, HuffmanNode* root) {
// ... 实现编码生成函数
}
double calculateAverageCodeLength(HuffmanNode* root, std::map<char, int>& freqMap) {
double totalLength = 0;
for (auto& pair : freqMap) {
const std::string& code = getHuffmanCode(pair.first, root);
totalLength += pair.second * code.length();
}
return totalLength / freqMap.size();
}
int main() {
// 假设有一个字符数组和概率信息
std::map<char, int> freqTable;
// ... 初始化频率表
HuffmanNode* root = buildHuffmanTree(freqTable);
double avgCodeLength = calculateAverageCodeLength(root, freqTable);
// 打印哈夫曼编码和平均码长
for (auto& pair : freqTable) {
std::cout << "Character: " << pair.first << ", Huffman Code: " << getHuffmanCode(pair.first, root) << ", Length: " << getHuffmanCode(pair.first, root).length() << "\n";
}
std::cout << "Average Code Length: " << avgCodeLength << "\n";
delete root; // 不忘记释放内存
return 0;
}
```
阅读全文