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贪心算法 --- 例题2.哈夫曼编码问题

本文主要是介绍贪心算法 --- 例题2.哈夫曼编码问题,对大家解决编程问题具有一定的参考价值,需要的程序猿们随着小编来一起学习吧!

贪心算法 — 例题2.哈夫曼编码问题


一.问题描述

Huffman树在编码中有着广泛的应用。在这里,我们只关心Huffman树的构造过程。
树的带权路径长度:树中所有叶子结点的带权路径长度之和,通常记作:WPL = Σwi*li (i=1~n)
哈夫曼树,Huffman树定义:在权为w1,w2,…,wn的n个叶子结点的所有二叉树中,带权路径长度WPL最小的二叉树称为赫夫曼树或最优二叉树。
本题任务:对于给定的一个数列,现在请你求出用该数列构造Huffman树的总费用。

二.解题思路

哈夫曼树的构造(哈夫曼算法)

  • 1.根据给定的n个权值{w1,w2,…,wn}构成二叉树集合F={T1,T2,…,Tn},其中每棵二叉树Ti中只有一个带权为wi的根结点,其左右子树为空.
  • 2.在F中选取两棵根结点权值最小的树作为左右子树构造一棵新的二叉树,且置新的二叉树的根结点的权值为左右子树根结点的权值之和.
  • 3.在F中删除这两棵树,同时将新的二叉树加入F中.
  • 4.重复2、3,直到F只含有一棵树为止.(得到哈夫曼树)

代码如下:

// 哈夫曼编码贪心算法实现
// 输入格式
// 输入的第一行包含一个正整数n(n<=100)。
// 接下来是n个正整数,表示p0, p1, …, pn-1,每个数不超过1000。
// 输出格式
// 输出用这些数构造Huffman树的总费用。
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int Huffman(int *a, int n)
{
    int ans = 0;
    int pos = 0;
    int temp_n = n;
    while(n>1)
    {
        // sort(a+pos, a+temp_n);
        sort(a, a+temp_n);   
        ans = ans + (a[pos] + a[pos+1]);
        a[pos+1] = a[pos] + a[pos+1];
        pos++;
        n--;
    }
    return ans;
}
int Huffman2(int a[], int n)
{
    int ans = 0;
    sort(a, a+n);
    for(int i=0; i<n-1; i++)
    {
        ans += (a[i]+a[i+1]);
        a[i+1] += a[i];
        sort(a, a+n);
    }
    return ans;
}
int main()
{
    int t, n;
    cin>>t;
    while (t--)
    {
        cin>>n; 
        int a[n];
        for(int i=0; i<n; i++) cin>>a[i];
        cout<<Huffman2(a, n)<<endl;
    }
    system("pause");
    return 0;    
}
参考毕方明老师《算法设计与分析》课件.

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