求给定序列对应的哈夫曼树权值Huffman

来源:互联网 发布:仿nba98体育直播源码 编辑:程序博客网 时间:2024/05/22 07:36
package w3ang.algorithms;import java.util.TreeSet;class HuffmanNode implements Comparable<Object>{public int weight;public boolean original;public HuffmanNode parent;public HuffmanNode lchild;public HuffmanNode rchild;public HuffmanNode(int weight,boolean original) {this.weight=weight;this.original=original;}@Overridepublic int compareTo(Object o) {if(this.weight<((HuffmanNode)o).weight)return -1;else if(this.weight==((HuffmanNode)o).weight)return 0;return 1;}}public class HuffmanTree{private static int Count=0;public static void main(String[] args) {TreeSet<HuffmanNode>treeSet=new TreeSet<>();//1 5 3 6 7 8treeSet.add(new HuffmanNode(1,true));treeSet.add(new HuffmanNode(5,true));treeSet.add(new HuffmanNode(3,true));treeSet.add(new HuffmanNode(6,true));treeSet.add(new HuffmanNode(7,true));treeSet.add(new HuffmanNode(8,true));//7 2 5 4/*treeSet.add(new HuffmanNode(7,true));treeSet.add(new HuffmanNode(5,true));treeSet.add(new HuffmanNode(2,true));treeSet.add(new HuffmanNode(4,true));*/HuffmanNode minNode=treeSet.first();/* * 主要利用Java的引用赋值,默认情况下赋值就是引用方式的,除非=*.clone()才仅仅是copy * minNode和下面第一次的min指向同一个对象,可以看作两个指针指向同一块内存。。。 * */while(treeSet.size()>1){HuffmanNode min=treeSet.first();treeSet.remove(treeSet.first());HuffmanNode min2=treeSet.first();treeSet.remove(treeSet.first());HuffmanNode pNode=new HuffmanNode(min.weight+min2.weight,false);min.parent=pNode;//仅仅用来从底部向上遍历,以记录哈夫曼树高度min2.parent=pNode;//【也不可以省略】,仅仅用来从底部向上遍历,以记录哈夫曼树高度pNode.lchild=min;pNode.rchild=min2;treeSet.add(pNode);}int highNum=1;while(minNode.parent!=null){minNode=minNode.parent;++highNum;}System.out.println("哈夫曼树高度:"+highNum);//遍历Huffman树,先序遍历preOrder(treeSet.first(),0);System.out.println("总权值:"+Count);}//计算权值,其实不需要预先获知哈夫曼树高度private static void preOrder(HuffmanNode hNode,int Num) {if(hNode==null)return;if(hNode.original==true)Count+=hNode.weight*Num;System.out.println(hNode.weight+","+Num+","+hNode.original);++Num;//无论左右孩子,路径都加1preOrder(hNode.lchild,Num);preOrder(hNode.rchild,Num);}}/*哈夫曼树高度:530,0,false13,1,false6,2,true7,2,true17,1,false8,2,true9,2,false4,3,false1,4,true3,4,true5,3,true总权值:73 */



哈夫曼树构造方法
假设有n个权值,则构造出的哈夫曼树有n个叶子结点.n个权值分别设为 w1、w2、…、wn,则哈夫曼树的构造规则为:
(1) 将w1、w2、…,wn看成是有n 棵树的森林(每棵树仅有一个结点);
(2) 在森林中选出两个根结点的权值最小的树合并,作为一棵新树的左、右子树,且新树的根结点权值为其左、右子树根结点权值之和;
(3)从森林中删除选取的两棵树,并将新树加入森林;
(4)重复(2)、(3)步,直到森林中只剩一棵树为止
根据上述方法,得到的哈夫曼树,先选1 3 得到4,新的森林即 4 5 6 7 8,选择4 5 得到9,新的森林变为6 7 8 9,选择6 7 得到13,森林变为8 9 13,选择8 9得到17 变为 13 17,选择13 17得到30,只剩最后一个课树.
 [30]
 /     \
[17] [13]
/   \      /   \
(8) [9] (6) (7)
/   \
[4] (5) 
/   \
(1) (3)
图片上传不了,按照上述方式弄了一下,()表示叶节点,到时候你用圈就行,[]表示是其下面左右子树的根.
树的带权路径长度规定为所有叶子结点的带权路径长度之和,记为WPL
WPL= 1*4 +3*4 +5*3 + 8*2 + 6*2 + 7*2 = 73

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