Каким образом можно создать Хаффманово дерево для двух фраз из этого списка: 1) Не рубите дрова на траве во дворе
Каким образом можно создать Хаффманово дерево для двух фраз из этого списка: 1) Не рубите дрова на траве во дворе. 2) Ситуация с кандидатом. 3) Поток реки, работает печка. Проиллюстрируйте тщательно все шаги решения.
06.12.2023 23:06
Пояснение: Хаффманово дерево является оптимальным префиксным кодом с минимальной средней длиной кодовых слов. Для создания Хаффманового дерева необходимо выполнить следующие шаги:
1. Подсчитать частоту встречаемости каждого символа или группы символов во всех фразах. В данном случае у нас есть две фразы: "Не рубите дрова на траве во дворе" и "Ситуация с кандидатом". Подсчитаем частоту встречаемости каждого символа или группы символов:
" ": 8
"а": 3
"в": 2
"д": 2
"е": 2
"и": 2
"к": 1
"м": 2
"н": 3
"о": 2
"п": 1
"р": 4
"с": 1
"т": 4
"у": 1
"ч": 1
"ы": 1
"ь": 1
2. Создать листья для каждого символа или группы символов в соответствии с их частотой встречаемости.
3. Объединить два листа с наименьшей частотой встречаемости в новый узел дерева. Минимальные частоты в данном случае у символов "ч": 1 и "с": 1. Объединяем их в новый узел.
4. Продолжить объединение узлов с наименьшей частотой встречаемости, пока все узлы не будут объединены в одно дерево.
Проделаем этот шаг для оставшихся символов в нашем примере:
"у": 1 + "ы": 1 = 2
"к": 1 + "п": 1 = 2
"м": 2 + "в": 2 = 4
"о": 2 + "д": 2 = 4
"е": 2 + "т": 4 = 6
"р": 4 + "и": 2 = 6
"а": 3 + "н": 3 = 6
" ": 8 + "а": 6 = 14
5. Представить полученное дерево графически, где листья - это символы или группы символов, а узлы - объединения листьев:
[" ": 8 + "а": 6 = 14]
/ \
[а: 3] [" ": 8]
/ \
[ы: 1] [a: 6]
/ \
[м: 2] ["н": 3]
/ \
[г: 1] [о: 2]
/ \
[и: 2] [р: 4]
/ \
[с: 1] [е: 2]
/ \
[т: 4] [д: 2]
/ \
[ч: 1] ["в": 2]
Советы: Для лучшего понимания концепции Хаффманового дерева рекомендуется ознакомиться с теорией и проводить практические задания, создавая деревья для различных наборов символов или слов.
Задание для закрепления: Создайте Хаффманово дерево для следующих фраз: "Как дела?" и "Что нового?". Рассчитайте частоту встречаемости каждого символа или группы символов, объединяйте узлы до получения конечного дерева и представьте его графически.
Разъяснение: Хаффманово дерево - это двоичное дерево, которое используется для сжатия данных путем кодирования символов с переменной длиной. Цель заключается в том, чтобы закодировать наиболее часто встречающиеся символы с использованием меньшего количества битов. Часто используется для сжатия текстовой информации.
Для создания Хаффманового дерева для двух фраз из списка, мы должны выполнить следующие шаги:
1. Подсчитайте частоту появления каждого символа (включая пробелы и знаки препинания) в обеих фразах.
2. Создайте список символов и их соответствующих частот, по которому будем строить дерево.
3. Отсортируйте список символов по возрастанию частоты.
4. Соедините два символа с наименьшими частотами и создайте для них новый узел. Этот узел должен иметь суммарную частоту этих символов.
5. Повторяйте шаг 4, пока не останется только один узел.
6. Изобразите полученное дерево графически, где каждый узел - это символ, а ребра - кодированные значения (0 и 1).
Дополнительный материал:
Входные данные:
Фраза 1: "Не рубите дрова на траве во дворе."
Фраза 2: "Ситуация с кандидатом. Поток реки, работает печка."
Шаг 1: Подсчет частоты появления символов
Символы и их частоты:
Н - 1
е - 2
- 9
р - 2
у - 1
б - 1
и - 2
т - 2
д - 1
о - 2
в - 1
а - 4
. - 1
С - 1
и - 2
т - 2
у - 1
а - 4
а - 1
с - 1
к - 1
н - 1
д - 1
о - 2
т - 2
а - 4
м - 1
. - 1
П - 1
о - 2
т - 2
р - 1
е - 2
к - 1
р - 1
е - 2
к - 1
и - 2
, - 1
р - 1
а - 4
б - 1
о - 2
т - 2
а - 4
е - 2
т - 2
..
Сортированный список символов по возрастанию частоты:
- 9
. - 2
р - 2
у - 1
б - 1
д - 1
в - 1
С - 1
с - 1
к - 1
н - 1
П - 1
а - 4
и - 2
т - 2
о - 2
м - 1
,
..
Шаг 2: Создание дерева:
1. Создаем узел для символа "-" и "." (суммируем их частоты). Получаем узел с частотой 11.
2. Соединяем символы "М" и "и". Получаем узел с частотой 3.
3. Соединяем символы "и" и "т". Получаем узел с частотой 4.
...
7. Соединяем символы " " и "С". Получаем узел с частотой 6.
8. Соединяем символы " " и "-." Получаем корень дерева с символом " " и частотой 17.
Совет: Использование графического представления дерева может помочь визуализировать каждый шаг процесса создания Хаффманового дерева.
Задача на проверку: Какое кодирование получится для символов "е", "д", и "а" в Хаффмановом дереве, созданном для данных двух фраз?