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1.哈夫曼编码是广泛地用于数据文件压缩的十分有效的编码方法。给出文件中各个字符出现的频率,求各个字符的哈夫曼编码方案。Java实现

时间: 2024-02-20 13:58:04 浏览: 92
好的,这是一个经典的哈夫曼编码问题,可以使用贪心算法来解决。下面是 Java 实现的代码: ```java import java.util.*; public class HuffmanCoding { // 定义哈夫曼树的节点 static class Node implements Comparable<Node> { char c; // 字符 int freq; // 字符出现的频率 Node left, right; // 左右子节点 public Node(char c, int freq) { this.c = c; this.freq = freq; left = right = null; } @Override public int compareTo(Node o) { return this.freq - o.freq; } } // 构建哈夫曼树 public static Node buildHuffmanTree(char[] chars, int[] freq) { PriorityQueue<Node> pq = new PriorityQueue<>(); // 将所有节点加入优先队列 for (int i = 0; i < chars.length; i++) { pq.offer(new Node(chars[i], freq[i])); } // 构建哈夫曼树 while (pq.size() > 1) { Node left = pq.poll(); Node right = pq.poll(); Node parent = new Node('\0', left.freq + right.freq); parent.left = left; parent.right = right; pq.offer(parent); } return pq.poll(); } // 生成哈夫曼编码 public static Map<Character, String> generateHuffmanCode(Node root) { Map<Character, String> map = new HashMap<>(); generateHuffmanCodeHelper(root, "", map); return map; } // 递归生成哈夫曼编码 private static void generateHuffmanCodeHelper(Node root, String code, Map<Character, String> map) { if (root == null) { return; } if (root.left == null && root.right == null) { map.put(root.c, code); } generateHuffmanCodeHelper(root.left, code + "0", map); generateHuffmanCodeHelper(root.right, code + "1", map); } // 测试 public static void main(String[] args) { char[] chars = {'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f'}; int[] freq = {5, 9, 12, 13, 16, 45}; Node root = buildHuffmanTree(chars, freq); Map<Character, String> map = generateHuffmanCode(root); for (char c : map.keySet()) { System.out.println(c + ": " + map.get(c)); } } } ``` 上面的代码中,我们首先定义了一个 `Node` 类来表示哈夫曼树的节点,其中包含字符、频率、左右子节点等信息。然后,我们使用优先队列来构建哈夫曼树,每次从队列中取出两个频率最小的节点,合并成一个新节点,并将新节点加入队列中。最终,队列中剩下的唯一节点就是哈夫曼树的根节点。 接下来,我们使用递归的方式生成哈夫曼编码。对于哈夫曼树的每个叶子节点,我们将它的字符和编码存储在一个 `Map` 中。具体实现可以参考上面的代码。最后,我们可以通过遍历 `Map` 来输出每个字符的哈夫曼编码。 希望这个代码能够帮助到你,如果你有任何疑问,请随时提出。
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