[笔记]: 哈弗曼树(最优二叉树)

给定n个权值作为n个叶子结点,构造一棵二叉树,若带权路径长度达到最小,称这样的二叉树为最优二叉树,也称为哈夫曼树(Huffman Tree)。哈夫曼树是带权路径长度最短的树,权值较大的结点离根较近。
哈夫曼树(霍夫曼树)又称为最优树.
1、路径和路径长度
在一棵树中,从一个结点往下可以达到的孩子或孙子结点之间的通路,称为路径。通路中分支的数目称为路径长度。若规定根结点的层数为1,则从根结点到第L层结点的路径长度为L-1。
2、结点的权及带权路径长度
若将树中结点赋给一个有着某种含义的数值,则这个数值称为该结点的权。结点的带权路径长度为:从根结点到该结点之间的路径长度与该结点的权的乘积。
3、树的带权路径长度
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

构造
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,该树即为所求得的哈夫曼树
《[笔记]: 哈弗曼树(最优二叉树)》
代码实现

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstdlib>
#include<cstring>
#include<algorithm>
#include<queue>
#include<vector>
#define N 1000
using namespace std;
struct node{
    int w;
    int bh;
    node(int x,int y){
        w=x;bh=y;
    }
    bool operator <(node t)const{
        return w>t.w;//从小到大的优先队列(默认由大到小)
        //注意写大于 与小于相反
    }
};//优先队列的结构体
struct node2{
    int w;
    int bh;
    int left,right,pt;
    int l;
    string s;
}a[N];//树的结构体
priority_queue<node>q;//优先队列
int n,m;
void ct(int x){//遍历过程 dfs 生成哈夫曼编码
    if(x==m)    a[x].l=0; 
    else
    {
        int t=a[x].pt;
        a[x].l=a[t].l+1;
        if(a[t].left==x) a[x].s=a[t].s+'1';
        if(a[t].right==x) a[x].s=a[t].s+'0';
    }
    if(a[x].left!=0)
        ct(a[x].left);
    if(a[x].right!=0)
        ct(a[x].right);
}
int main(){

    scanf("%d",&n);
    m=2*n-1;//一共2n-1个结点
    for(int i=1;i<=n;i++){
        scanf("%d",&a[i].w);//读入权值
        a[i].bh=i;
        q.push(node(a[i].w,i));//入队
    }
    for(int i=n+1;i<=m;i++){
    /*构造剩余的结点 思想:取出两个最小的 这两个最小的就是子树将这两个点出队 确定这两个结点的父结点 将父结点入队*/
        int tx=q.top().bh;
        q.pop();
        int ty=q.top().bh;
        q.pop();
        a[i].w=a[tx].w+a[ty].w;
        a[i].left=tx;   a[i].right=ty;
        a[tx].pt=i; a[ty].pt=i;
        a[i].bh=i;
        q.push(node(a[i].w,i));
    }
    ct(m);
    for(int i=1;i<=n;i++){
        cout<<(char)(i+'@')<<":"<<a[i].s<<endl;
    }
    return 0;
}
    原文作者:哈夫曼树
    原文地址: https://blog.csdn.net/xljer_/article/details/72404865
    本文转自网络文章,转载此文章仅为分享知识,如有侵权,请联系博主进行删除。
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