给定一段文字,如果我们统计出字母出现的频率,是可以根据哈夫曼算法给出一套编码,使得用此编码压缩原文可以得到最短的编码总长。然而哈夫曼编码并不是唯一的。例如对字符串”aaaxuaxz”,容易得到字母 ‘a’、’x’、’u’、’z’ 的出现频率对应为 4、2、1、1。我们可以设计编码 {‘a’=0, ‘x’=10, ‘u’=110, ‘z’=111},也可以用另一套 {‘a’=1, ‘x’=01, ‘u’=001, ‘z’=000},还可以用 {‘a’=0, ‘x’=11, ‘u’=100, ‘z’=101},三套编码都可以把原文压缩到 14 个字节。但是 {‘a’=0, ‘x’=01, ‘u’=011, ‘z’=001} 就不是哈夫曼编码,因为用这套编码压缩得到 00001011001001 后,解码的结果不唯一,”aaaxuaxz” 和 “aazuaxax” 都可以对应解码的结果。本题就请你判断任一套编码是否哈夫曼编码。
输入格式:
首先第一行给出一个正整数 N(2≤N≤63),随后第二行给出 N 个不重复的字符及其出现频率,格式如下:
c[1] f[1] c[2] f[2] … c[N] f[N]
其中c[i]是集合{‘0’ - ‘9’, ‘a’ - ‘z’, ‘A’ - ‘Z’, ‘_’}中的字符;f[i]是c[i]的出现频率,为不超过 1000 的整数。再下一行给出一个正整数 M(≤1000),随后是 M 套待检的编码。每套编码占 N 行,格式为:
c[i] code[i]
其中c[i]是第i个字符;code[i]是不超过63个‘0’和‘1’的非空字符串。
输出格式:
对每套待检编码,如果是正确的哈夫曼编码,就在一行中输出”Yes”,否则输出”No”。
注意:最优编码并不一定通过哈夫曼算法得到。任何能压缩到最优长度的前缀编码都应被判为正确。
输入样例:
7
A 1 B 1 C 1 D 3 E 3 F 6 G 6
4
A 00000
B 00001
C 0001
D 001
E 01
F 10
G 11
A 01010
B 01011
C 0100
D 011
E 10
F 11
G 00
A 000
B 001
C 010
D 011
E 100
F 101
G 110
A 00000
B 00001
C 0001
D 001
E 00
F 10
G 11
输出样例:
Yes
Yes
No
No
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N=100;
priority_queue<int,vector<int>,greater<int> > p; //小根堆,用于计算哈夫曼树的最短带权路径长度之和
map<char,string> q; //记录给定的字符和对应编码
map<char,int> h; //记录给定的字符和出现频率
string s[N]; //记录字符的对应编码,用于判断编码是否符合哈夫曼编码的前缀特性
int n,m;
int wpl; //记录最短带权路径长度
int huffman() //计算哈夫曼编码的带权路径长度之和
{
int res=0;
while(p.size() > 1)
{
int t=0;
int a=p.top();
p.pop();
t+=a;
int b=p.top();
p.pop();
t+=b;
res+=t;
p.push(t);
}
return res;
}
bool check(string s[]) //判断编码是否符合哈夫曼编码的前缀特性,即编码中不存在一个编码是另一个编码的前缀
{
for(int i=0;i<n;i++)
{
for(int j=0;j<n;j++)
{
if(i==j) continue; //同一编码
if(s[i].length() > s[j].length()) continue; //编码长度大于另一编码的长度,不可能为前缀
if(s[j].substr(0,s[i].length()) == s[i]) return false;
}
}
return true;
}
int main()
{
cin>>n;
int t=n;
while(t--)
{
int f;
char a;
cin>>a>>f;
p.push(f);
h[a]=f;
}
wpl=huffman();
cin>>m;
while(m--)
{
char a;
string b;
int path=0;
for(int i=0;i<n;i++)
{
cin>>a>>b;
q[a]=b;
s[i]=b;
path+=h[a]*q[a].length(); //计算给定编码的带权路径长度之和
}
if(path != wpl)
{
cout<<"No"<<endl;
continue;
}
if(check(s)) cout<<"Yes"<<endl;
else cout<<"No"<<endl;
}
return 0;
}