假设用于通信的电文由字符集{a,b,c,d,e,f,g}构成,各个字符在电文中出现的频度分别为{31,16,10,8,11,20,4}1. 画出对应的哈夫曼树(要求左孩子权值尽可能小,哈夫曼树的高度尽可能小)2. 求出各个字符对应的哈夫曼编码
时间: 2023-10-10 19:10:07 浏览: 92
好的,我会为您解答这个问题。
1. 首先,我们需要根据各个字符出现的频度构建哈夫曼树。以下是构建过程:
![image](https://user-images.githubusercontent.com/37272063/137461278-6c8f6a91-9d1f-45e7-8f32-d0b7f4d4e4ea.png)
2. 接下来,我们可以根据哈夫曼树来求出各个字符对应的哈夫曼编码。具体来说,从根节点开始,向左走为0,向右走为1,直到到达叶子节点。以下是各个字符对应的哈夫曼编码:
| 字符 | 出现频度 | 哈夫曼编码 |
| ---- | -------- | ---------- |
| a | 31 | 11 |
| b | 16 | 010 |
| c | 10 | 000 |
| d | 8 | 0011 |
| e | 11 | 0010 |
| f | 20 | 10 |
| g | 4 | 011 |
希望我的解答能够帮助您!
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假设通信电文使用的字符集为(a、b、c、d、e)各字符在电文中出现的频率为:34、5、12、23、9设为5个字符的哈夫曼编码。构造相印的哈夫曼树
首先,将频率从小到大排序,得到:(b, 5), (e, 9), (c, 12), (d, 23), (a, 34)
接下来,构造哈夫曼树:
1. 将最小频率的两个字符 b 和 e 合并,得到一个新节点(b,e)频率为 14
2. 将新节点(b,e)和字符 c 合并,得到一个新节点 ((b,e),c) 频率为 26
3. 将最小频率的两个字符 d 和 a 合并,得到一个新节点 (d,a) 频率为 57
4. 将新节点 ((b,e),c) 和节点 (d,a) 合并,得到根节点 ((((b,e),c),(d,a))) 频率为 83
哈夫曼编码为:
a: 1
b: 00
c: 101
d: 11
e: 100
哈夫曼树如下所示:
```
(((b,e),c),(d,a))
/ \
(b,e) (d,a)
/ \ / \
b e d a
```
假设用于通信的电文由字符集 {a.b,c,d,e,f,g}中的字母构成,它们在电文中出现的频度分别为 {0.31,0.16, 0.10,0.08, 0.11, 0.20,0.04}。 (1)为这7个字母设计哈夫曼编码。 (2)对这7个字母进行等长编码,至少需要几位进制数?哈夫曼编码比等长编码使电文总长压缩多少?
你的问题已经收到,现在开始回答:
(1) 根据哈夫曼编码的原理,我们需要先构建哈夫曼树,然后为每个字母赋予相应的编码。构建哈夫曼树的步骤如下:
- 将所有字母按照频度从小到大排序,得到 {d, g, c, e, f, b, a}。
- 取出频度最小的两个字母 d 和 g,合并成一个节点,频度为 0.04+0.20=0.24,得到如下新的列表 {c, e, f, b, a, dg}。
- 再次取出频度最小的两个字母 c 和 e,合并成一个节点,频度为 0.10+0.11=0.21,得到如下新的列表 {f, b, a, dg, ce}。
- 以此类推,最后得到如下的哈夫曼树:
```
*
/ \
* ce
/ \
* dg
/ \
f b,a,c,e
```
- 对于每个字母,从根节点出发,向左走为 0,向右走为 1,得到如下编码表:
```
a: 111
b: 110
c: 00
d: 1010
e: 01
f: 100
g: 1011
```
(2) 如果对这 7 个字母进行等长编码,每个字母需要用 3 位二进制数表示。因此,总共需要 $7\times3=21$ 位二进制数。而如果使用哈夫曼编码,每个字母的编码长度不同,但是总的编码长度肯定比等长编码短。计算出来哈夫曼编码的总长度为:
$0.31\times3+0.16\times3+0.10\times2+0.08\times3+0.11\times3+0.20\times2+0.04\times4=2.32$
因此,哈夫曼编码比等长编码使电文总长压缩了:
$\frac{21-2.32}{21}\times100\%\approx89\%$。
答案:(1) 哈夫曼编码表为:a: 111, b: 110, c: 00, d: 1010, e: 01, f: 100, g: 1011;(2) 等长编码需要 21 位二进制数,哈夫曼编码需要 2.32 位二进制数,压缩率为 89%。