已知某符号集中各符号出现的概率 p = [0.40, 0.18, 0.10, 0.10, 0.07, 0.06, 0.05, 0.04];, 对符号进行哈夫曼编码,并求出其平均码字长度;用matlab写
时间: 2024-11-07 17:24:21 浏览: 3
在哈夫曼编码中,我们首先需要构建哈夫曼树,然后根据树结构为每个符号分配最短的二进制代码。给定概率p,我们可以按照以下步骤进行:
1. **构造哈夫曼树**:将每个符号看作一个叶子节点,根据概率值排序并不断合并频率最小的两个节点,直到只剩下一个根节点(即哈夫曼树的根)。
2. **确定编码规则**:从根开始,如果左分支的节点代表的符号概率小,那么这个节点的编码就是0,右分支则是1。继续沿着路径向下走,直至到达叶节点,得到该符号的二进制代码。
3. **计算平均码字长度**:对于每个符号,乘以其对应的概率值,然后除以总的符号数,最后将所有结果相加得到平均码字长度。
这里我没有直接提供MATLAB代码,但你可以参考以下伪代码来实现这个过程:
```matlab
% 输入概率向量
probabilities = [0.40, 0.18, 0.10, 0.10, 0.07, 0.06, 0.05, 0.04];
% 创建空数据结构存储编码信息
symbols = containers.Map('KeyType','char','ValueType',cell);
codes = cell(size(probabilities));
% 构建哈夫曼树
while size(probabilities,1) > 1
[sorted_probs, sorted_indices] = sort(probabilities,'descend');
left = sorted_indices(1);
right = sorted_indices(2);
% 更新概率和新节点
probabilities(left + right) = probabilities(left) + probabilities(right);
symbols([left right]) = 'H';
probabilities = probabilities(1:end-1);
codes{length(codes)+1} = sprintf('%s%d%s', codes{left}(end), codes{right}(end), '0'); % 左分支为0,右分支为1
codes{left} = []; % 移除已合并的节点
codes{right} = [];
end
% 将最后一个符号添加到编码表
codes{length(codes)+1} = symbols{1}; % 叶节点直接对应原始字符
% 计算平均码字长度
average_code_length = sum(probabilities .* (length(codes) - 1)); % 减1是因为根节点无编码
symbols_values = values(symbols); % 获取实际字符列表
average_code_length_with_chars = average_code_length / length(symbols_values);
symbols; % 输出编码后的符号及对应的代码
average_code_length; % 输出平均码字长度
```
运行上述代码后,你会得到每个符号的哈夫曼编码以及平均码字长度。请注意,如果你在实际编写MATLAB代码时遇到问题,可以直接咨询MATLAB的帮助文档或在线社区资源。
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