哈夫曼編碼測試

2022-04-09 06:52:07 字數 1834 閱讀 1694

1.定義:給定n個權值作為n個葉子結點,構造一棵二叉樹,若該樹的帶權路徑長度達到最小,稱這樣的二叉樹為最優二叉樹,也稱為哈夫曼樹(huffman tree)。哈夫曼樹是帶權路徑長度最短的樹,權值較大的結點離根較近。

2.術語

(01) 路徑和路徑長度

定義:在一棵樹中,從乙個結點往下可以達到的孩子或孫子結點之間的通路,稱為路徑。通路中分支的數目稱為路徑長度。若規定根結點的層數為1,則從根結點到第l層結點的路徑長度為l-1。

例子:100和80的路徑長度是1,50和30的路徑長度是2,20和10的路徑長度是3。

(02) 結點的權及帶權路徑長度

定義:若將樹中結點賦給乙個有著某種含義的數值,則這個數值稱為該結點的權。結點的帶權路徑長度為:從根結點到該結點之間的路徑長度與該結點的權的乘積。

例子:節點20的路徑長度是3,它的帶權路徑長度= 路徑長度 * 權 = 3 * 20 = 60。

(03) 樹的帶權路徑長度

定義:樹的帶權路徑長度規定為所有葉子結點的帶權路徑長度之和,記為wpl。

例子:示例中,樹的wpl= 1100 + 280 + 320 + 310 = 100 + 160 + 60 + 30 = 350。

3.構造

假設有n個權值,則構造出的哈夫曼樹有n個葉子結點。 n個權值分別設為 w1、w2、…、wn,則哈夫曼樹的構造規則為:

(1) 將w1、w2、…,wn看成是有n 棵樹的森林(每棵樹僅有乙個結點);

(2) 在森林中選出兩個根結點的權值最小的樹合併,作為一棵新樹的左、右子樹,且新樹的根結點權值為其左、右子樹根結點權值之和;

(3)從森林中刪除選取的兩棵樹,並將新樹加入森林;

(4)重複(2)、(3)步,直到森林中只剩一棵樹為止,該樹即為所求得的哈夫曼樹。

public class huffmantreenode implements comparable

@override

public int compareto(huffmantreenode huffmantreenode)

1.定義乙個根節點

private huffmantreenode mroot; // 根結點

2.建構函式

這裡將會使用乙個最小堆,用來每次取出權值最小的兩個哈夫曼樹結點來構造成乙個新的哈夫曼樹結點,並新增到最小堆中去。直到所有元素構造成乙個哈夫曼樹結點,設為根節點。

public huffmantree(huffmantreenode array) 

}

解碼這裡一開始的思路是從編碼結果中取出若干元素,對比各個字元編碼結果,得到解碼結果,沒有去做,感覺太麻煩,而且沒有規律性,很難做。

參看了這篇部落格:哈夫曼樹及解碼

自己才理清思路,開始編寫,

這個思路是:從編碼結果逐個讀取,若為0,則指向結點左孩子,反之為其右孩子,如果其沒有左右孩子,便為我們所找的葉子結點,將其對應元素新增進來,並重新從根結點開始,直至讀取完畢。

//進行解碼

string result2 = "";

for (int i = 0; i < s1.length(); i++)

} else }}

if (huffmantreenode.getleft() == null && huffmantreenode.getright() == null)

}

構造哈夫曼樹,並利用哈夫曼樹進行編碼解碼

哈夫曼樹詳解

哈夫曼樹及解碼

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