探讨哈夫曼树带权路径长度(WPL)的计算方法,包括概念、具体算法和代码实现。首先,了解给定哈夫曼树T,包含n个叶结点,权重值为{A1,A2,A3...An},求解树T的WPL。举个例子,假设为2021年408题,通过哈夫曼树的构建过程,可以直观理解其无特定构造堆左右子树顺序的灵活性,便于思路清晰。算法步骤如下:
1. 构造哈夫曼树时,按照叶节点构建堆的顺序进行,无特定要求,这有助于清晰思路。
2. 累加计算所有叶结点的带权路径长度,例如结点"16"的路径长度为2,WPL=(16+21+30)*2+(10+12)*3=200。
针对方法的证明与推导:
方法1:哈夫曼树中,对于两个兄弟叶结点N1、N2,假设其父节点为P1,N1的路径长度为d,删除N1、N2后,哈夫曼树变为T2。此时,W(N1)+W(N2)=N1+N2+(N1+N2)*(d-1),得到W(P1)=P1*(d-1)=W(N1)+W(N2)+N1+N2,因此W(T1)=W(T2)+N1+N2。
方法2:WPL为所有叶结点权值之和,即WPL(T1)=N1+N2+N3......+N,通过每次找到最小两个结点累加至WPL中,递归计算,简化计算过程。
代码实现:使用JS实现,C语言实现。
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