数据结构|数据结构 --- 哈夫曼树基础

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哈夫曼树(最优树)及其应用 路径长度的概念
1.路径:从一个结点到另一个结点之间的分支序列
2.结点之间的路径长度:从一个结点到另一个结点之间的分支数目
3.树的路径长度(用PL表示):从树的根到每一个结点的路径长度之和 - - ->深度之和
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PL = 0+1+1+2+2+2+2+3=13
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PL = 0+1+1+2+2+3+3+3=15
结点的权:
给树的每个结点赋予的一个具有某种实际意义的实数。
结点的带权路径长度:
从该结点到树根之间的路径长度与结点上权的乘积。
树的带权路径长度:
树的所有叶结点的带权路径长度之和
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WPL=7*2+5*2+2*2+4*2=36
树的带权路径长度记作:数据结构|数据结构 --- 哈夫曼树基础
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其中:Wi为树中每个叶子结点的权,L i为每个叶子结点到根的路径长度
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WPL最小的二叉树就称作最优二叉树或哈夫曼树
哈夫曼树
带权路径长度达到最小的扩充二叉树即为哈夫曼树。哈夫曼树中,权值大的结点离根最近。
哈夫曼树的应用
(1)前缀码:如果在一个编码系统中,任一个编码都不是其他任何编码的前缀(最左子串),则称该编码系统中的编码是前缀码。例如,一组编码01,001,010,100,110就不是前缀码,因为01是010的前缀,若去掉01或010就是前缀码。例如,名字中的郑霞、郑霞锦就不是前缀码。
(2)哈夫曼编码:对一棵具有n个叶子的哈夫曼树,若对树中的每个左分支赋予0,右分支赋予1,则从根到每个叶子的通路上,各分支的赋值分别构成一个二进制串,该二进制串就称为哈夫曼编码。
(3)哈夫曼编码主要用于压缩、解缩
哈夫曼树的构建 通过单词出现的次数构建哈夫曼树
原有数据(单词出现的次数):7 5 2 4
每次从原有数据中挑两个最小的,小的放左边,大的放右边:挑出 2 和 4,构建新节点 6,再把新数据 6 丢到原有数据中,再挑两个最小的出来...从而构建哈夫曼树
【数据结构|数据结构 --- 哈夫曼树基础】哈夫曼编码:往左边走是0,往右边走是1
用堆的实现,小顶堆:每次从原有数据中拿两个最小的,贪心算法的思想
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a 字符存储占用一个字节,现在内存中用 0 表示即可
a b c d d d - -> 原来存储占用 6个字节
用二进制去存储所需要的内存:0 10 110 111 111 111,二进制中8位表示一个字节,用 2 个字节就可以完全存储,因此可以用来做压缩,哈夫曼树主要用于做字符串的编码
01 和 0 不能同时存在,假设 0 表示 a,01 表示 b,做拆分时不能做区分是指 a 还是 b:在一个编码系统中,任一个编码都不是其他任何编码的前缀
编码表:a:0,b:10,c:110,d:111
还原字符串:010110111111111,找字符0,01在编码中不存在,因此可以把0拆分开来...101 在编码中不存在,因此,可以拆分出10...

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