给定25个字符组成的电文:DDDDAAABEEAAFCDAABCCCBADD,请为字符A、B、C、D、E、F设计哈夫曼编码树
时间: 2023-10-09 09:07:18 浏览: 133
好的,让我来回答你的问题。对于给定的25个字符组成的电文,我们可以按照以下步骤来设计哈夫曼编码树。
1. 统计每个字符出现的次数,得到以下结果:
A: 4次
B: 4次
C: 4次
D: 5次
E: 2次
F: 1次
2. 将每个字符看作一个节点,并按照出现次数从小到大排序,得到以下节点:
F(1) -> E(2) -> A(4) -> B(4) -> C(4) -> D(5)
3. 选择出现次数最少的两个节点(F和E),合并成一个新节点FE。将FE放到节点列表中,并按照出现次数从小到大排序,得到以下节点列表:
FE(3) -> A(4) -> B(4) -> C(4) -> D(5)
4. 重复步骤3,不断合并出现次数最少的两个节点,直到只剩下一个节点:
FE(3) -> A(4) -> BC(8) -> D(5)
A(4) -> BCEF(11) -> D(5)
BCEF(12) -> D(5)
ABCFED的哈夫曼编码分别为:
A: 10
B: 00
C: 01
D: 11
E: 110
F: 111
希望以上回答对你有所帮助。
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哈夫曼树的建立及其应用 一、问题描述 根据给定的n企字符及其权值,设计各字符的哈夫曼编码。e 设有一段电文由字符集{A.B,C.D.EF.G,H}组成,各字符在电文中出现的次数集为{5,20,7,8,14,23,3,11},设计各个字符的哈夫曼编码,并译码。 二、需求分析 (1设计哈夫曼树,以字符集中各字符作为叶子结点,以出现次数为权值构造一棵哈夫曼树并存储。社 (2)设计哈夫曼编码和译码,按照构造出来的哈夫曼树,规定左分支为0,右分支为1,则从根到叶子结点的0和1组成的序列便为该字符对应的哈夫曼编码。也
可以说,哈夫曼编码是一种可变长度编码,它将出现频率较高的字符用较短的编码表示,出现频率较低的字符用较长的编码表示,从而达到压缩数据的目的。而哈夫曼树则是实现哈夫曼编码的一种数据结构。
在本题中,我们需要根据给定的字符集和权值,构造哈夫曼树,并根据哈夫曼树规定字符的编码方式,给出每个字符的哈夫曼编码。同时,我们还需要编写译码函数,将哈夫曼编码解析成原始的字符。
为了实现这些功能,我们需要先了解哈夫曼树的构造方法和哈夫曼编码的规则。
三、解决方案
1. 构造哈夫曼树
哈夫曼树可以通过贪心算法构造,具体步骤如下:
(1) 将字符集中的字符按照权值从小到大排序,每个字符看作一个单独的子树。
(2) 从已排好序的字符集中,选取两个权值最小的字符,将它们合并成一棵新树,并将新树的权值设置为这两个字符的权值之和。
(3) 将新树加入字符集中,并将字符集按照权值重新排序。
(4) 重复步骤(2)-(3),直到字符集中只剩下一棵树,这棵树就是哈夫曼树。
在本题中,我们可以创建一个哈夫曼树的类,将每个字符看作一个节点,每个节点有一个权值和两个指针(分别指向其左右子节点),然后按照上述方法构造哈夫曼树。
2. 设计哈夫曼编码
在构造好哈夫曼树后,我们可以遍历哈夫曼树,给每个字符规定编码方式。具体方法如下:
(1) 根节点的编码为空。
(2) 对于一个非叶子节点,它的左子节点编码为其本身编码加上0,右子节点编码为其本身编码加上1。
(3) 对于一个叶子节点,它的编码即为从根节点到该叶子节点的路径上的所有编码。
在本题中,我们可以使用递归的方法遍历哈夫曼树,并将每个字符的编码保存下来。
3. 编写译码函数
译码函数的实现过程相对简单。我们可以从哈夫曼树的根节点开始,根据输入的哈夫曼编码,依次遍历下去,直到到达一个叶子节点,即可得到对应的字符。
四、代码实现
下面是本题的Python代码实现:
c语言 根据给定的n企字符及其权值,设计各字符的哈夫曼编码。设有一段电文由字符集{A.B,C.D.EF.G,H}组成,各字符在电文中出现的次数集为{5,20,7,8,14,23,3,11},设计各个字符的哈夫曼编码,并译码。(1设计哈夫曼树,以
实现哈夫曼编码的步骤如下:
1. 将各个字符及其权值按照权值从小到大排序,构建一个森林(每个节点都是一棵树)。
2. 取出森林中的最小的两个树,合并成一颗新树,并将其权值设为这两个树的权值之和。
3. 将新树插入森林中,并删除原来的两个树。
4. 重复以上步骤,直到森林中只剩下一颗树,即哈夫曼树。
5. 对于哈夫曼树中的每个叶子节点,从根节点开始向下走,每向左走一步就在编码的末尾添加一个0,每向右走一步就在编码的末尾添加一个1。最终得到每个字符的哈夫曼编码。
根据题目给出的字符集和权值,可以按照上述步骤构建哈夫曼树,具体过程如下:
1. 将各个字符及其权值按照权值从小到大排序,得到以下顺序:(H,3)、(G,3)、(C,7)、(D,8)、(A,5)、(F,23)、(E,14)、(B,20)。
2. 取出最小的两个树(H,3)和(G,3),合并成一颗新树,权值为6,得到以下森林:(C,7)、(D,8)、(A,5)、(F,23)、(E,14)、(B,20)、(HG,6)。
3. 取出最小的两个树(C,7)和(D,8),合并成一颗新树,权值为15,得到以下森林:(A,5)、(F,23)、(E,14)、(B,20)、(HG,6)、(CD,15)。
4. 取出最小的两个树(A,5)和(HG,6),合并成一颗新树,权值为11,得到以下森林:(F,23)、(E,14)、(B,20)、(CD,15)、(AHG,11)。
5. 取出最小的两个树(F,23)和(E,14),合并成一颗新树,权值为37,得到以下森林:(B,20)、(CD,15)、(AHG,11)、(FE,37)。
6. 取出最小的两个树(B,20)和(CD,15),合并成一颗新树,权值为35,得到以下森林:(AHG,11)、(FE,37)、(BCD,35)。
7. 取出最小的两个树(AHG,11)和(FE,37),合并成一颗新树,权值为48,得到以下森林:(BCD,35)、(AFEGH,48)。
8. 最终得到哈夫曼树:
```
AFEGH
/ \
FE(37) AHG
/ \
HG(6) A(5)
\
H(3)
```
9. 对于每个叶子节点,从根节点开始向下走编码:
```
A: 1010
B: 00
C: 1101
D: 1100
E: 100
F: 11
G: 1011
H: 1011
```
因此,电文 "ABCBDEFFEFGHABCGFEFDCB" 的哈夫曼编码为 "10100011010010011111000011111101101110111011101011110100111000101100",可以通过根据上述编码和哈夫曼树进行译码得到原文。
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