二进制哈夫曼树的绘制需要按照以下步骤进行,结合了字符频率或权值构建最优二叉树的过程:
一、构建哈夫曼树(以字符频率为例)
统计频率 统计每个字符出现的频率,例如:
```
A: 60, B: 45, C: 13, D: 69, E: 14, F: 5, G: 3
```
排序频率表
将频率按从大到小排序:
```
D: 69, A: 60, B: 45, E: 14, C: 13, F: 5, G: 3
```
构建树结构
- 取频率最小的两个节点(如F和G),将它们作为新节点的左右子树,父节点权值为两者之和(8),并更新频率表:
```
8
/
F G
```
- 重复上述过程,每次选择剩余节点中频率最小的两个节点合并,直到频率表中只剩一个节点(根节点):
```
129
/
60 69
/ /
A B D E C F G
```
标注路径
- 从根节点到每个叶子节点的路径上,左分支标记为“0”,右分支标记为“1”,形成字符的哈夫曼编码:
```
A: 10, B: 110, C: 1110, D: 11110, E: 11111, F: 111111, G: 1111111
```
二、绘制哈夫曼树的通用步骤(以权值为例)
初始化森林
将每个权值视为独立树,组成森林:
```
2, 3, 3, 4, 7, 6
```
选择最小权值
- 每次从森林中选取权值最小的两棵树,合并为新的树,新树权值为两子树权值之和:
```
5 (2+3)
4
6
7
```
- 更新森林:
```
9 (5+4)
6
7
11 (7+4)
```
递归合并
重复上述过程,直到森林中只剩下一棵树:
```
16 (9+7)
11
13
20 (11+9)
30 (13+17)
```
生成编码
根据树结构生成哈夫曼编码(左子树0,右子树1):
```
2: 0, 3: 10, 4: 110, 6: 1110, 7: 11110, 9: 11111
```
三、注意事项
频率与权值的转换: 若使用字符频率,需先计算概率(如频率/总字符数)作为权值。 工具辅助
通过以上步骤,可以清晰地绘制出二进制哈夫曼树,并生成对应的编码,适用于数据压缩、编码优化等场景。