哈弗曼树
来源:互联网 发布:医疗器械销售公司知乎 编辑:程序博客网 时间:2024/06/03 04:06
给定一篇文章,求它的哈夫曼编码。
- 首先,统计词频(一般用HashMap来做);
- 随后,创建一个优先队列,将TreeNode按词频由小到大出队;
- 入队方法用offer(),出队方法用poll();
- 他们与add/remove不同,队满或队空时不会抛异常而是返回false。
- TreeNode,应包含词频、Char、左右儿子四个信息;
- 从优先队列中出队两个元素,创建一个新的TreeNode对象,词频(权重)为两个儿子节点的和,char置为null,并offer到队列中;
- 重复,直到队只有一个元素,将这个元素出队,他就是树根;
- 遍历这棵树,就可以求出哈夫曼编码:
- 树形结构需要递归求解,因此问题变更为求以node为根的子树的哈夫曼编码;
node==null,return 0;
node.char==null 求左右儿子即可,否则求左右儿子+当前深度*当前权重。
参考代码,转自牛客网:
package August;import java.util.*;public class Huffman { public static void main(String[] args) { Scanner input = new Scanner(System.in); while (input.hasNext()) { String s = input.nextLine(); int result = hafuman(s); System.out.println(result); } input.close(); } public static int hafuman(String s) { char[] chars = s.toCharArray(); //hash表存放每个字符和出现的次数 Map<Character, Integer> hash = new HashMap<>(); for (int i = 0; i < chars.length; i++) { if (hash.containsKey(chars[i])) { hash.put(chars[i], hash.get(chars[i]) + 1); } else { hash.put(chars[i], 1); } } //优先队列(最小推),每次能得到weigh最小的node Queue<TreeNode> q = new PriorityQueue<>(hash.size(), new Comparator<TreeNode>() { @Override public int compare(TreeNode o1, TreeNode o2) { return Integer.compare(o1.weight, o2.weight); } }); for (Map.Entry<Character, Integer> entry : hash.entrySet()) { q.offer(new TreeNode(entry.getValue(), entry.getKey())); } while (q.size() > 1) { //弹出两个最小的,合并为一个node TreeNode left = q.poll(); TreeNode right = q.poll(); TreeNode father = new TreeNode(left.weight + right.weight); father.left = left; father.right = right; q.offer(father); } TreeNode root = q.poll(); //计算长度 return valLength(root, 0); } public static int valLength(TreeNode node, int depth) { if (node == null) return 0;//仅计算ch有值的 return (node.ch == null ? 0 : node.weight) * depth + valLength(node.left, depth + 1) + valLength(node.right, depth + 1); } static class TreeNode { int weight;//权重,出现次数 Character ch;//如果是初始字符,则ch为字符,如果是合并的,则为null TreeNode left; TreeNode right; public TreeNode(int weight) { this.weight = weight; } public TreeNode(int weight, Character ch) { this.weight = weight; this.ch = ch; } }}
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