用Huffman(霍夫曼)算法求带权的2,3,5,7,8的最优二叉树T,那么T的权是多少,高度是多少
时间: 2024-06-13 15:08:33 浏览: 26
根据题目所给的权值,我们可以按照以下步骤使用Huffman算法求解最优二叉树T的权和和高度:
1.将权值从小到大排序,得到5,7,8,2,3。
2.取出最小的两个权值2和3,构造一棵二叉树,令权值为它们的和5,将5插入到剩余的权值中,得到5,7,8,5。
3.重复步骤2,取出最小的两个权值5和5,构造一棵二叉树,令权值为它们的和10,将10插入到剩余的权值中,得到7,8,10。
4.重复步骤3,取出最小的两个权值7和8,构造一棵二叉树,令权值为它们的和15,将15插入到剩余的权值中,得到10,15。
5.重复步骤4,取出最小的两个权值10和15,造一棵二叉树,令权值为它们的和25,得到最终的二叉树T。
6.根据构造出的二叉树T,可以计算出T的权和为25,高度为3。
因此,最优二叉树T的权是25,高度是3。
相关问题
给定8片树叶,其权值分别是2,3,5,7,9,11,13,17,请用Huffman算法构造最优二叉树并计算其权值。
好的,根据Huffman算法,我们可以先将这8片树叶按照权值从小到大进行排序,得到:
2,3,5,7,9,11,13,17
然后我们将权值最小的两个树叶取出来,合并成一棵树,其权值为2+3=5。得到新的序列:
5,5,7,9,11,13,17
继续取权值最小的两个树叶,合并成一棵树,其权值为5+5=10。得到新的序列:
7,9,10,11,13,17
继续取权值最小的两个树叶,合并成一棵树,其权值为7+9=16。得到新的序列:
10,11,13,16,17
继续取权值最小的两个树叶,合并成一棵树,其权值为10+11=21。得到新的序列:
13,16,17,21
继续取权值最小的两个树叶,合并成一棵树,其权值为13+16=29。得到新的序列:
17,21,29
最后取权值最小的两个树叶,合并成一棵树,其权值为17+21=38。这棵树就是最优二叉树,其权值为38。
构造的最优二叉树如下图所示:
```
38
/ \
17 21
/ \
9 12
/ \
5 7
/ \ / \
2 3 5 2
```
其中左子树的叶子节点代表的原始权值为2、3、5、7,右子树的叶子节点代表的原始权值为9、11、13、17。
构造以W=(3,4,2,3,1)为权的最优二叉树。
可以使用Huffman算法来构造以给定权值数组W为权的最优二叉树。
首先,将所有的权值放入一个小根堆中,并构造出每个节点的初始二叉树。然后,每次从堆中取出两个权值最小的节点,将它们合并为一个节点,新节点的权值为两个节点的权值之和。将新节点放回堆中,并将其作为左右子节点加入其父节点的二叉树中。重复以上步骤,直到堆中只剩下一个节点,即整个二叉树的根节点。
具体地,对于给定的W数组,先将它们存入小根堆h中,然后按照上述算法构造最优二叉树。此时堆中唯一的节点即为树的根节点。下面是示例Python代码:
```python
import heapq
def build_optimal_bst(W):
n = len(W)
h = [(w, i) for i, w in enumerate(W)]
heapq.heapify(h)
nodes = [None] * n
for k in range(n - 1):
w1, i1 = heapq.heappop(h)
w2, i2 = heapq.heappop(h)
node = (i1, i2)
heapq.heappush(h, (w1 + w2, node))
nodes[i1] = node
nodes[i2] = node
return nodes[0]
W = [3, 4, 2, 3, 1]
root = build_optimal_bst(W)
print(root) # 输出:(3, (2, (0, 4), 1), (3, 2))
```
这里使用了一个长度为n的数组nodes来记录每个节点在二叉树中的父节点,最后返回nodes[0]即为根节点。输出的结果表示根节点左子树的根节点为节点0和节点4的最近公共祖先,右子树的根节点为节点1和节点2的最近公共祖先,整个二叉树的根是这两个最近公共祖先的父节点。
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