Huffman编码的不建树做法 UVALive 2088 Entropy

题意:huffman编码,不懂看coolshell大神的博文,要求输出最优码长和原始码长以及比值。(原始码长就是每个字符都是按8个长度算)

分析:本来huffman编码还好,但是用建树敲完一遍调了半天,实在蛋疼(果然我编码能力太渣)。

于是我开始想不建树的算法,想了半天,终于YY出一个算法 = =。

(借用coolshell的例子来说)

字符 次数
‘b’ 3
‘e’ 4
‘p’ 2
‘ ‘ 2
‘o’ 2
‘r’ 1
‘!’ 1
第一次建树就是这样:

这时r和!的两个字符合并,构成子树的码长就是2,出现在字符串中的字母数是2。

第二次:

Huffman编码的不建树做法 UVALive 2088 Entropy_第1张图片


此时第一次建的树下降一层,每个字符的码长都会增加1,而这时这棵子树的码长就变成原来的码长+字符数了。而现在的树就是左子树+右子树,码长和字符数都要处理下。

依次类推,到最后一个数时的码长就是huffman编码需要的码长了。


总结起来就是不用建树,直接模拟计算码长的过程。

刚开始每个数都是一棵树,字符数和码长都是它在字符串中出现的次数,因为此时是独立的,每个字符的码长都是1。然后每次找字符数最小的两个合并,被合并的两棵树就会下降一层,也就是说它每个字符串的码长都增加1,那总码长就增加了它的字符数了。而合并时就是将俩树处理过后的码长和字符数分别相加。

这样合并到最后一棵树,全部字符就会整合成一棵树(不会表现出来),求出来的就是字符串huffman的总码长了。


代码:

/*
*  Author:      illuz <iilluzen[at]gmail.com>
*  Blog:        http://blog.csdn.net/hcbbt
*  File:        live2068.cpp
*  Create Date: 2013-09-08 20:06:27
*  Descripton:  not-tree 
*/

#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <string>
#include <queue>
#include <iostream>
using namespace std;

const int MAXN = 1000;
struct Alpha {
	int num;	// alpha num of the sub-tree
	int len;	// length of the sub-tree
	bool friend operator < (const Alpha& a, const Alpha& b) {
		return a.num > b.num;
	}
} a[27];
string s;
priority_queue<Alpha> q;

int main() {
	while (cin >> s && s != "END") {
		while (!q.empty())
			q.pop();
		memset(a, 0, sizeof(a));
		int l = s.size();
		for (int i = 0; i < l; i++)
			if (s[i] == '_')
				a[26].num++;
			else
				a[s[i] - 'A'].num++;
		for (int i = 0; i < 27; i++)
			if (a[i].num)
				q.push(a[i]);
		Alpha tmp, t1, t2;
		if (q.size() == 1) {
			printf("%d %d 8.0\n", l * 8, l);
			continue;
		}
		while (q.size() != 1) {
			t1 = q.top();
			q.pop();
			t2 = q.top();
			q.pop();
			tmp.num = t1.num + t2.num;				// 字符数=两棵树字符数和
			tmp.len = tmp.num + t1.len + t2.len;	// 总码长=两棵树的(码长数+字符数)的和
			q.push(tmp);
		}
		printf("%d %d %.1lf\n", l * 8, tmp.len, double(l * 8) / tmp.len);
	}
	return 0;
}



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