哈夫曼樹和哈夫曼編碼

2022-09-19 14:06:14 字數 2092 閱讀 9133

哈夫曼樹又稱最優二叉樹,是一種帶權路徑長度最短的二叉樹。

結點的權值:

將樹中結點賦給乙個含有某種含義的數值。記為:wi(i=1,2,...n)

路徑長度:

等於路徑上的結點數減1。

結點的帶權路徑長度:

從根結點到該結點的路徑長度與該結點的權值乘積。記為:li(i=1,2,...n)。

樹的帶權路徑長度:

樹中所有葉子結點的帶權路徑長度之和

記為wpl

= (w1l1+w2l2+w3l3+...+wnln),

如果讓這n個結點,構成一棵有n個葉結點的二叉樹,可以證明哈夫曼樹的wpl是最小的。

哈夫曼樹也是效率最高的判別樹。( 判斷樹:用於描述分類的判斷樹)

注意:

滿二叉樹不一定是哈夫曼樹;

哈夫曼樹中權值越大的葉子離根越近

具有相同帶權結點的哈夫曼樹不惟一

構造哈夫曼口訣:

構造森林全是根,

先用兩小造新樹,

刪除兩小添新人,

重複2,3剩單根

具體來說就是:

根據給定的n個權值構成二叉樹集合f=,其中每棵二叉樹ti中只有乙個帶權為wi的根結點,其左右子樹為空.

在f中選取兩棵根結點權值最小的樹作為左右子樹構造一棵新的二叉樹,且置新的二叉樹的根結點的權值為左右子樹根結點的權值之和.

在f中刪除這兩棵樹,同時將新的二叉樹加入森林中.

重複2、3,直到f只含有一棵樹為止.(得到哈夫曼樹)

偽**:

將n個結點放入集合s

while (s中的結點數 > 1)

return 集合s剩下的結點 // 剩下的結點就是根結點

借助優先佇列實現**:

#include using namespace std;

struct huffman

;struct cmp

};int main()

huffman *p;

while (q.size() > 1)

pre(f);

return 0;

}

編碼規則:從根節點到每乙個葉子節點的路徑上,左分支記為0,右分支記為1,將這些0與1連起來即為葉子節點的哈夫曼編碼。如下圖:

哈夫曼編碼是最優字首碼

字首編碼:

要求任一字元的編碼都不能是另一字元編碼的字首。

為什麼哈夫曼編碼是最優字首碼?

code 變數的初始值是空字串,採用二叉樹後續遍歷,如果是非葉子結點,

存在左子樹就將code加"0",存在右子樹就將code加"1",繼續遞迴呼叫;

如果是葉子結點,就記錄到鍵值對(map)裡。

*/void huffman_code(huffman* h, string code, map& map_huff)

}7-3 修理牧場 (25 分)

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1.定義 哈夫曼編碼主要用於資料壓縮。哈夫曼編碼是一種可變長編碼。該編碼將出現頻率高的字元,使用短編碼 將出現頻率低的字元,使用長編碼。變長編碼的主要問題是,必須實現非字首編碼,即在乙個字符集中,任何乙個字元的編碼都不是另乙個字元編碼的字首。如 0 10就是非字首編碼,而0 01不是非字首編碼。2....

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