有n个字符采用str字符串存放,对应的权值采用int数组w存放,完成以下任务:设计一个算法构造对应的哈夫曼树,其根结点为root,要求哈夫曼树采用二叉链结构存储
时间: 2024-12-27 10:31:00 浏览: 13
为了构造一个基于字符权值的哈夫曼树(也称为最优二叉树),您可以遵循以下步骤:
1. **初始化**:
- 创建一个空的二叉链表结构 `HNode` 类型的数组,`nodes` 或者 `treeNodes`,并将输入的字符和对应权重分别存储为节点的 `ch` 和 `w` 属性。
- 将所有节点构造成 `HNode` 实例并添加到一个优先级队列(如最小堆)中,队列的键是节点的权重。
2. **构建最小堆**:
- 每次从堆顶取出两个权重最小的节点,合成一个新的节点(父节点),新的节点权重为前两个节点权重之和,新节点的 `lchild` 和 `rchild` 分别指向前两个节点。
- 将新节点放回堆中,因为它是当前剩余节点中最轻的。
3. **重复直至只剩一个节点**:
- 当队列中只剩下一个节点时,这个节点就是哈夫曼树的根节点,因为它已经包含了所有的字符。
4. **遍历构建的二叉链结构**:
- 从根节点开始,依次访问每个节点,利用节点的左右子节点连接,同时记录下每个字符的路径信息,这将是生成哈夫曼码的基础。
下面是伪代码示例:
```java
HNode createHuffmanTree(String str, int[] w) {
List<HNode> nodeList = new ArrayList<>();
// 转换字符串和权值为HNode列表
for (int i = 0; i < str.length(); i++) {
nodeList.add(new HNode(str.charAt(i), w[i]));
}
PriorityQueue<HNode> priorityQueue = new PriorityQueue<>((a, b) -> a.w - b.w);
for (HNode n : nodeList) {
priorityQueue.offer(n);
}
// 构建二叉链哈夫曼树
while (priorityQueue.size() > 1) {
HNode left = priorityQueue.poll();
HNode right = priorityQueue.poll();
HNode combined = new HNode(null, left.w + right.w);
combined.lchild = left;
combined.rchild = right;
priorityQueue.offer(combined);
}
return priorityQueue.poll(); // 根节点
}
```
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