哈夫曼树生成输入字符集的变长码 Java代码

以下是一个简单的 Java 代码实现，用于生成输入字符集的哈夫曼树和变长编码：

import java.util.PriorityQueue;

class Node implements Comparable<Node> {
    char ch;
    int freq;
    Node left, right;

    Node(char ch, int freq, Node left, Node right) {
        this.ch = ch;
        this.freq = freq;
        this.left = left;
        this.right = right;
    }

    boolean isLeaf() {
        return left == null && right == null;
    }

    @Override
    public int compareTo(Node node) {
        return freq - node.freq;
    }
}

public class HuffmanTree {
    private Node root;

    public HuffmanTree(char[] chars, int[] freqs) {
        PriorityQueue<Node> pq = new PriorityQueue<>();

        for (int i = 0; i < chars.length; i++) {
            pq.offer(new Node(chars[i], freqs[i], null, null));
        }

        while (pq.size() > 1) {
            Node left = pq.poll();
            Node right = pq.poll();
            Node parent = new Node('\0', left.freq + right.freq, left, right);
            pq.offer(parent);
        }

        root = pq.poll();
    }

    public void printCodes() {
        printCodes(root, "");
    }

    private void printCodes(Node node, String code) {
        if (node == null) {
            return;
        }

        if (node.isLeaf()) {
            System.out.println(node.ch + ": " + code);
        }

        printCodes(node.left, code + "0");
        printCodes(node.right, code + "1");
    }
}

在这个实现中，我们使用了一个优先队列来存储每个字符及其对应的频率。我们不断从队列中取出频率最小的两个节点，并将它们合并成一个新节点，直到队列中只剩下一个节点为止。这个节点就是哈夫曼树的根节点。

我们还实现了一个函数 `printCodes()`，用于打印每个字符对应的变长编码。这个函数使用了递归来遍历整个哈夫曼树，并将遇到的每个叶子节点的编码打印出来。

以下是一个使用示例：

public static void main(String[] args) {
    char[] chars = {'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f'};
    int[] freqs = {5, 9, 12, 13, 16, 45};

    HuffmanTree tree = new HuffmanTree(chars, freqs);
    tree.printCodes();
}

这个示例将会输出每个字符的变长编码：

f: 0
c: 100
d: 101
a: 1100
b: 1101
e: 111