[OD E 100] 生成哈夫曼树

题目

题目描述

给定长度为 n 的无序的数字数组,每个数字代表二叉树的叶子节点的权值,数字数组的值均大于等于 1 。请完成一个函数,根据输入的数字数组,生成哈夫曼树,并将哈夫曼树按照中序遍历输出。

为了保证输出的二叉树中序遍历结果统一,增加以下限制:又树节点中,左节点权值小于等于右节点权值,根节点权值为左右节点权值之和。当左右节点权值相同时,左子树高度高度小于等于右子树。

注意: 所有用例保证有效,并能生成哈夫曼树提醒:哈夫曼树又称最优二叉树,是一种带权路径长度最短的一叉树。

所谓树的带权路径长度,就是树中所有的叶结点的权值乘上其到根结点的路径长度(若根结点为 0 层,叶结点到根结点的路径长度为叶结点的层数)

输入描述

例如:由叶子节点

复制代码
5 15 40 30 10 

生成的最优二叉树如下图所示,该树的最短带权路径长度为

复制代码
40 * 1 + 30 * 2 + 15 * 3 + 5 * 4 + 10 * 4 = 205

输出描述

输出一个哈夫曼的中序遍历数组,数值间以空格分隔

示例1

复制代码
输入
5
5 15 40 30 10

输出

复制代码
40 100 30 60 15 30 5 15 10

思路(用到的知识点)

  1. 哈夫曼树就是最优二叉树(越大的节点越靠近根)

  2. 构造哈夫曼树的方法:

    • 每个节点作为只有一个节点的树,所有的节点是一个森林
    • 取出根最小的两个树,他们的根的和作为他们的父节点
    • 把这个父节点加入原来节点的森林
    • 继续循环执行上面两步,直到森林中只有一棵树,这个树就是我们构造的哈夫曼树
  3. 中序遍历的顺序(左-中-右)

  4. priroty_queue的构造

    复制代码
    [1] 模板三个参数
    	1)元素的类型
    	2) 组织元素的结构体,默认是vector
    	3) 比较大小的函数对象,默认是less(大顶对)
    [2] 模板的第三个参数:
    	1)要么是个仿函数类型
    	2)要么是lambda类型,此时要把lambda对象作为初始化参数传入

代码

复制代码
#include <iostream>
#include <queue>
#include <string>

using namespace std;

class Node
{
public:
    int val;
    Node *left;
    Node *right;
    int height;
    Node(int v) : val(v)
    {}
};

// struct Compare
// {
//     bool operator()(const Node *a, const Node *b)
//     {
//         if (a->val != b->val)
//         {
//             return a->val > b->val;
//         }
//         else
//         {
//             return a->height > b->height;
//         }
//     }
// };

auto compare = [](const Node *a, const Node *b)
{
    if (a->val != b->val)
    {
        return a->val > b->val;
    }
    else
    {
        return a->height > b->height;
    }
};

void inorder_traversal(Node *root, string &str)
{
    if (!root)
    {
        return;
    }

    inorder_traversal(root->left, str);
    str += to_string(root->val);
    str += ' ';
    inorder_traversal(root->right, str);
}

int main()
{
    int n;
    cin >> n;
    // priority_queue<Node *, vector<Node *>, Compare> pq;
    priority_queue<Node *, vector<Node *>, decltype(compare)> pq(compare);

    int item;
    while (n-- > 0)
    {
        cin >> item;
        Node *tmp = new Node(item);
        pq.push(tmp);
    }

    int height = 1;
    while (pq.size() != 1)
    {
        Node *pstNode1 = pq.top();
        pq.pop();
        Node *pstNode2 = pq.top();
        pq.pop();

        Node *parent = new Node(pstNode1->val + pstNode2->val);
        parent->height = height++;
        parent->left = pstNode1;
        parent->right = pstNode2;
        pq.push(parent);
    }

    Node *root = pq.top();

    string ans;
    inorder_traversal(root, ans);
    ans.pop_back();
    
    cout << ans << endl;

    return 0;
}
相关推荐
小七在进步1 天前
string的使用(1)
c++·visual studio
白杨尚青1 天前
C++进阶篇(六):map 和 set 的模拟实现——用红黑树封装 mymap/myset(迭代器 + operator[])
开发语言·c++·迭代器·stl·set·map·红黑树
kloc1 天前
聊天室项目入口网关子服务的实现
linux·c++
饮水桶_T1 天前
JAVA IO流笔记
开发语言·数据结构·算法
csdn_aspnet1 天前
C++ 3个有序点的方向(Orientation of 3 ordered points)
c++·算法
小七在进步1 天前
string的使用(2)
c++
青少儿编程课堂1 天前
蓝桥杯·全国青少年信息素养大赛·电子学会Python/C++考级:折半搜索优化子集枚举(Meet in the Middle)解析
c++·python·算法·bfs·信息学竞赛
wo_jack1 天前
C++ 入门笔记(十七):list 入门 —— 为什么 list 不能 sort?
数据结构·c++·面试·stl·list
青少儿编程课堂1 天前
蓝桥杯青少组图形化 + 全国青少年信息素养大赛 + 电子学会Scratch考级:校园连连看解析
c++·python·算法·bfs·信息学竞赛
草莓熊Lotso2 天前
【C++ 基于微服务的即时通讯系统】文件存储子服务实战:UUID生成、文件IO封装与全接口单元测试
开发语言·网络·数据库·c++·微服务·架构·单元测试