給定N個權值作爲N個葉子結點,構造一棵二叉樹,若該樹的帶權路徑長度達到最小,稱這樣的二叉樹爲最優二叉樹,也稱爲哈夫曼樹(Huffman Tree)。要構成哈夫曼樹,值比較大的葉子節點高度越低越好。
(1) 將n個權值看出n顆只有根節點的樹,構建n顆樹。
(2) 在森林中選出兩個根結點的權值最小的樹合併,作爲一棵新樹的左、右子樹,且新樹的根結點權值爲其左、右子樹根結點權值之和;
(3)從森林中刪除選取的兩棵樹,並將新樹加入森林;
(4)重複(2)、(3)步n-1遍,最後森林中只有一棵樹,這棵樹就是哈夫曼樹。
(5)直接用遞歸求它的帶權路徑長度即可。
java參考代碼:
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Scanner;
public class Main
{
public static void main(String[] args)
{
Scanner sc=new Scanner(System.in);
int n = sc.nextInt();
List<Tree> ts=new ArrayList<Tree>();
//構建n顆只有根節點的樹
for(int i=0;i<n;i++)
ts.add(new Tree(sc.nextInt()));
//進行n-1次,刪除最小的兩棵樹,合併兩棵樹並加進去
for(int i=0;i<n-1;i++)
removeAndAdd(ts);
//求帶權路徑長度
int ans=getNum(ts.get(0),0);
System.out.println(ans);
}
private static int getNum(Tree tree,int n)
{
if(tree.left==null&&tree.right==null)
return tree.data*n;
return getNum(tree.left, n+1)+getNum(tree.right, n+1);
}
private static void removeAndAdd(List<Tree> ts)
{
int min1=Integer.MAX_VALUE;
int min2=Integer.MAX_VALUE;
int inx1=-1;
int inx2=-1;
//找出兩個最小值
for(int i=0;i<ts.size();i++)
{
Tree t=ts.get(i);
if(t.data<min1)
{
min1=t.data;
inx1=i;
}
else if(t.data<min2)
{
min2=t.data;
inx2=i;
}
}
//刪除兩顆最小的數,合併兩棵樹,並加入
Tree t1=ts.get(inx1);
Tree t2=ts.get(inx2);
Tree t=new Tree(t1.data+t2.data);
t.left=t1;
t.right=t2;
ts.remove(t1);
ts.remove(t2);
ts.add(t);
}
}
class Tree
{
int data;
Tree left;
Tree right;
Tree(int data) {
super();
this.data = data;
}
}