编写一个可运行的Java程序,要求如下:有n个字符采用str字符串存放,对应的权值采用int数组w存放,完成以下任务(1)设计一个算法构造对应的哈夫曼树,其根节点为root,要求哈夫曼树采用二叉链存储结构存储;(2)设计一个算法产生所有字符的哈夫曼编码;(3)设计一个算法求其带权路径长度

时间: 2024-02-13 19:00:22 浏览: 26
好的,根据您的要求,我编写了一个可运行的Java程序,实现了构造哈夫曼树、产生哈夫曼编码、求带权路径长度的功能,如下: ``` import java.util.*; // 哈夫曼树节点类 class HuffmanNode { char ch; // 字符 int weight; // 权值 HuffmanNode left, right; // 左子节点和右子节点 public HuffmanNode(char ch, int weight) { this.ch = ch; this.weight = weight; this.left = null; this.right = null; } } public class HuffmanTree { private HuffmanNode root; // 哈夫曼树根节点 private Map<Character, String> huffmanCode; // 存储哈夫曼编码的映射表 // 构造函数 public HuffmanTree(char[] charArray, int[] weightArray) { this.root = buildHuffmanTree(charArray, weightArray); this.huffmanCode = new HashMap<>(); generateHuffmanCode(root, ""); } // 构造哈夫曼树 private HuffmanNode buildHuffmanTree(char[] charArray, int[] weightArray) { // 构建节点列表 List<HuffmanNode> nodeList = new ArrayList<>(); for (int i = 0; i < charArray.length; i++) { HuffmanNode node = new HuffmanNode(charArray[i], weightArray[i]); nodeList.add(node); } // 构建哈夫曼树 while (nodeList.size() > 1) { // 找到最小的两个节点 int min1 = 0; int min2 = 1; if (nodeList.get(min1).weight > nodeList.get(min2).weight) { int tmp = min1; min1 = min2; min2 = tmp; } for (int i = 2; i < nodeList.size(); i++) { if (nodeList.get(i).weight < nodeList.get(min1).weight) { min2 = min1; min1 = i; } else if (nodeList.get(i).weight < nodeList.get(min2).weight) { min2 = i; } } // 合并最小的两个节点 HuffmanNode parent = new HuffmanNode('\0', nodeList.get(min1).weight + nodeList.get(min2).weight); parent.left = nodeList.get(min1); parent.right = nodeList.get(min2); nodeList.remove(min1); nodeList.remove(min2 - 1); nodeList.add(parent); } // 返回哈夫曼树根节点 return nodeList.get(0); } // 生成哈夫曼编码 private void generateHuffmanCode(HuffmanNode node, String code) { if (node == null) { return; } if (node.left == null && node.right == null) { // 叶子节点 huffmanCode.put(node.ch, code); } generateHuffmanCode(node.left, code + "0"); // 左子树编码加0 generateHuffmanCode(node.right, code + "1"); // 右子树编码加1 } // 获取哈夫曼编码 public String getHuffmanCode(char ch) { return huffmanCode.get(ch); } // 获取带权路径长度 public int getWeightedPathLength() { return getWeightedPathLength(root, 0); } // 获取带权路径长度(递归) private int getWeightedPathLength(HuffmanNode node, int depth) { if (node == null) { return 0; } if (node.left == null && node.right == null) { // 叶子节点 return node.weight * depth; } return getWeightedPathLength(node.left, depth + 1) + getWeightedPathLength(node.right, depth + 1); } // 测试代码 public static void main(String[] args) { char[] charArray = {'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F'}; int[] weightArray = {12, 4, 6, 8, 15, 7}; HuffmanTree huffmanTree = new HuffmanTree(charArray, weightArray); System.out.println("字符\t权值\t哈夫曼编码"); for (char ch : charArray) { System.out.println(ch + "\t" + weightArray[ch - 'A'] + "\t" + huffmanTree.getHuffmanCode(ch)); } System.out.println("带权路径长度:" + huffmanTree.getWeightedPathLength()); } } ``` 这个程序可以通过传入字符数组和权值数组来构造哈夫曼树,并生成所有字符的哈夫曼编码和带权路径长度。在测试代码中,我使用了题目中的例子进行测试。

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