给定5个字符a~f,它们的权值集合W={2,3,4,7,8,9},试构造关于W的一棵哈夫曼树,求其带权路径长度WPL 和各个字符的哈夫曼树编码。
时间: 2024-11-18 17:16:03 浏览: 96
哈夫曼树(Huffman Tree),也称最优二叉树,是一种用于数据压缩的自底向上的贪心算法。构建哈夫曼树的步骤如下:
1. 将字符及其对应的权值作为叶子节点放入一个优先队列(最小堆)中,这里我们有6个元素:(a, 2), (b, 3), (c, 4), (d, 7), (e, 8), (f, 9)。
2. 从队列中取出两个权值最小的节点合并成一个新的节点,新节点的权值为其子节点权值之和,然后将新节点插入到队列中。
3. 重复此过程直到只剩下一个节点,这个就是哈夫曼树的根。
按照这个过程构建的哈夫曼树,带权路径长度(WPL)即为所有边权值之和。为了计算WPL,我们需要找到一条从根到每个字符的最短路径,并将这些路径的权重相加。
至于编码,哈夫曼树的规则是从左到右,如果遇到的是较小分支,则添加0,较大分支添加1。例如,假设我们得到的树结构如图所示:
```
14
/ \
9 5
/ \ / \
a e d c
(2) (8) (7) (4)
```
则编码结果可能是:
- a: 0
- b: 10
- c: 110
- d: 1110
- e: 1111
- f: 11111
请注意,实际的编码会依赖于具体的哈夫曼树构建顺序,上述仅为一种可能的示例。
相关问题
给定5个字符a~f,它们的权值集合w={2,3,4,7,8,9},试构造
一个哈夫曼树,求出字符a~f的哈夫曼编码。
首先,根据哈夫曼树的构建规则,将权值集合中的所有元素按照从小到大的顺序排列,得到序列{2,3,4,7,8,9}。
接着,将序列中的前两个元素2和3合并为一个节点,其权值为2+3=5;将5和4合并为一个节点,其权值为5+4=9;将9和7合并为一个节点,其权值为9+7=16;将16和8合并为一个节点,其权值为16+8=24;最后将24和9合并为一个节点,其权值为24+9=33,此时哈夫曼树构建完毕,其形状如下所示:
33
/ \
16 17
/ \ / \
9 7 8 9
/ \
4 5
根据哈夫曼树的定义,从根节点开始往左的路径上添加一个0,往右的路径上添加一个1,得到字符a~f的哈夫曼编码如下:
a:0 0 0 0
b:0 0 0 1
c:0 0 1
d:0 1
e:1 0
f:1 1
因此,字符a的哈夫曼编码为0000,字符b的哈夫曼编码为0001,字符c的哈夫曼编码为001,字符d的哈夫曼编码为01,字符e的哈夫曼编码为10,字符f的哈夫曼编码为11。
给定5个字符a~f,它们的权值集合W={2,3,4,7,8,9},试构造关于W的一棵哈夫曼树,求其带权路径长度WPL和各个字符的哈夫曼树编码。
首先,我们需要根据权值集合W构造哈夫曼树。
步骤如下:
1. 将权值集合W中的每个元素看作是一棵只有一个节点的树,它们的权值分别为W中对应元素的权值。
2. 从中选出两个根节点权值最小的树作为左右子树,构造一棵新树,它的根节点的权值为左右子树根节点权值之和。
3. 将新树放入树集合中,从树集合中删除被选出的两个树。
4. 重复步骤2和3,直到树集合只剩下一棵树,这棵树即为哈夫曼树。
根据上述步骤,我们可以得到下面的哈夫曼树:
```
33
/ \
/ \
15 18
/ \ / \
7 8 9 9
/ \
2 5
```
根据哈夫曼树,我们可以得到各个字符的哈夫曼编码:
```
a: 001
b: 000
c: 010
d: 11
e: 10
f: 011
```
计算带权路径长度WPL:
WPL = 2*3 + 3*3 + 4*3 + 7*2 + 8*2 + 9*2 = 70
因此,哈夫曼树的带权路径长度为70。
阅读全文