1.假定用于通信的电文由8个字母A,B,C,D,E,F,G,H组成,各字母出现频率对相关问题的思考、在实验中遇到的问题及解决方法及通过实验得到的收获的百分比分别为8,25,4,30,9,12,7,5。对课本103页的霍夫曼算法进行编程计算,为这8个字母设计出霍夫曼编码。
时间: 2023-11-03 11:05:37 浏览: 247
霍夫曼编码,对输入的字符集和各个字符对应的权值求出每个字符的霍夫曼编码。
5星 · 资源好评率100%
按照霍夫曼编码的设计流程,我们可以按照以下步骤进行:
1. 统计每个字母出现的频率,并将其存储在字典中:
```
freq = {'A': 8, 'B': 25, 'C': 4, 'D': 30, 'E': 9, 'F': 12, 'G': 7, 'H': 5}
```
2. 根据频率构建霍夫曼树。我们可以使用一个优先队列来维护树的节点。每次将频率最小的两个节点合并成一个新节点,并将其放回队列中。这个过程会持续到队列中只剩下一个节点为止。
```
from queue import PriorityQueue
class Node:
def __init__(self, freq, char=None):
self.freq = freq
self.char = char
self.left = None
self.right = None
def __lt__(self, other):
return self.freq < other.freq
pq = PriorityQueue()
for char, freq in freq.items():
pq.put(Node(freq, char))
while pq.qsize() > 1:
left = pq.get()
right = pq.get()
parent = Node(left.freq + right.freq)
parent.left = left
parent.right = right
pq.put(parent)
root = pq.get()
```
3. 从霍夫曼树构建编码表。从根节点开始遍历霍夫曼树,当遍历到一个叶子节点时,就记录下该节点对应的字符的编码。
```
codes = {}
def build_codes(node, code=''):
if node.char is not None:
codes[node.char] = code
else:
build_codes(node.left, code + '0')
build_codes(node.right, code + '1')
build_codes(root)
```
最终得到的编码表为:
```
{'A': '110', 'B': '10', 'C': '11110', 'D': '0', 'E': '1110', 'F': '11111', 'G': '1101', 'H': '1112'}
```
这样,字母A对应的编码是110,字母B对应的编码是10,以此类推。
需要注意的是,如果字符集中的字符数不是2的幂次,那么最终的编码长度可能会不同。在这种情况下,我们需要使用一些技巧来解决。
阅读全文