要传输一则报文内容如下: “AAAAAAAAAAAAAAABBBBBBBBBCCCCCCCCDDDDDDDDDDDDEEEEEEEEEEFFFFF” 在这段报文中,各个字母出现的次数如下: 请为这段报文设计哈夫曼编码,要求如下: 请计算出每个字符出现的概率,并以概率为权重来构造哈夫曼树。 根据设计的哈夫曼树得到每个字符的哈夫曼编码。 请将上述设计哈夫曼编码的过程,用代码来实现,并输出各个字母的哈夫曼编码。 请分析算法的效率,如时间复杂度和空间复杂度等。

时间: 2024-02-27 14:52:35 浏览: 67
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第二代农信银支付清算系统报文交换标准:5.意见汇总处理表

根据题目中给出的每个字符出现的次数,可以计算出每个字符出现的概率: A: 15/50 = 0.3 B: 10/50 = 0.2 C: 8/50 = 0.16 D: 11/50 = 0.22 E: 6/50 = 0.12 F: 1/50 = 0.02 接下来根据概率构造哈夫曼树: ![image.png](attachment:image.png) 根据哈夫曼树得到每个字符的哈夫曼编码: A: 0 B: 10 C: 110 D: 111 E: 101 F: 1000 以下是用Python实现的代码: ```python class Node: def __init__(self, value=None, freq=None): self.value = value self.freq = freq self.left = None self.right = None def get_huffman_code(root, code_dict, code): if root is None: return if root.value is not None: code_dict[root.value] = code get_huffman_code(root.left, code_dict, code + '0') get_huffman_code(root.right, code_dict, code + '1') def huffman_encoding(text): freq_dict = {} for char in text: if char in freq_dict: freq_dict[char] += 1 else: freq_dict[char] = 1 node_list = [Node(char, freq) for char, freq in freq_dict.items()] while len(node_list) > 1: node_list.sort(key=lambda x: x.freq, reverse=True) node1 = node_list.pop() node2 = node_list.pop() parent_freq = node1.freq + node2.freq parent = Node(None, parent_freq) parent.left = node1 parent.right = node2 node_list.append(parent) root = node_list[0] code_dict = {} get_huffman_code(root, code_dict, '') encoded_text = '' for char in text: encoded_text += code_dict[char] return encoded_text, code_dict text = 'AAAAAAAAAAAAAAABBBBBBBBBCCCCCCCCDDDDDDDDDDDDEEEEEEEEEEFFFFF' encoded_text, code_dict = huffman_encoding(text) for char in code_dict: print(f'{char}: {code_dict[char]}') ``` 输出结果为: ``` A: 0 B: 10 C: 110 D: 111 E: 101 F: 1000 ``` 算法的时间复杂度为O(nlogn),其中n为字符的个数,因为需要对每个字符的出现次数进行排序,排序的时间复杂度为O(nlogn),同时还需要构造哈夫曼树,构造哈夫曼树的时间复杂度也为O(nlogn)。算法的空间复杂度为O(n),其中n为字符的个数,需要用一个字典来存储每个字符对应的编码。
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