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
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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