作者hb0303 ( )
看板CSSE
標題[問題] 詭異的霍夫曼建樹編碼問題Orz
時間Thu Apr 21 00:41:15 2005
先說題目:E=24 A=21 H=16 C=14 B=10 D=7 F=4 G=4
先說原則:霍夫曼編碼是動態編碼,不同的人編,每個字所編出的位元碼甚至是
位元碼長度都有可能不同,不過只要建樹編碼的過程方法正確,算出
的平均編碼長度一定是相同的。
問題:我學校教的建樹編碼的方法不同於一般大眾所用的。但用一般的方法和我
學校教的方法算出的平均編碼長度竟然不同,是有其他原因還是真的是我
的書寫錯和老師教錯?
兩種方法分述如下,過程和答案都已確定無誤:
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最一般的方法是在建立霍夫曼樹中,往上建立父節點時,是選取所有可用自由點中
最小的兩個值相加,也就是過程中一開始排序的leaf有可能會變動順序。上題例:
一開始可做到
15
/ \
24 / 8
/ \ / / \
E A H C B D F G
24 21 16 14 10 7 4 4
但在這之後,最小的兩個點是15和16(H),所以要把H移到可和15建立父節點的地方
變成
15
/ \
24 / 8
/ \ / / \
E A C B D F G H
24 21 14 10 7 4 4 16
再來可直接做到root
100
/ \
/ 55
/ / \
/ / 31
/ / / \
/ / 15 \
/ / / \ \
45 24 / 8 \
/ \ / \ / / \ \
E A C B D F G H
24 21 14 10 7 4 4 16
以這種方法,建立出來各字元的位元碼長度分別為
E:2 A:2 H:3 C:3 B:3 D:4 F:5 G:5 平均編碼長度是2.78個位元
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另外一種方法是我學校教的,書是McGrawHill出版的Data communications and
networks,方法是在建立霍夫曼樹中,往上建立父節點時,是選取所有可用自由點中
任兩相鄰自由點相加最小的值相加,也就是過程中一開始排序的leaf不會再變動順序
。用這種方式編碼此題可一次完成為(P.S這我們老師有給答案也確定是正確的,所以
不懂這個算法的人可以直接看答案。):
100
/ \
/ 39
/ / \
61 / 15
/ \ / / \
/ 37 24 / 8
/ / \ / \ / / \
E A H C B D F G
24 21 16 14 10 7 4 4
以這種方法,建立出來各字元的位元碼長度分別為
E:2 A:3 H:3 C:3 B:3 D:3 F:4 G:4 平均編碼長度是2.84個位元
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為什麼這兩種方法所算出的平均編碼長度是不同的呢?有人可以指出問題所在嗎?
用各自的方法時,過程和答案都是正確的,那麼錯的是?
每個人都說是我學的方法錯了,難到真的該去電老師了?Orz
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◆ From: 218.165.147.159
1F:推 jeunder:第二種方法是犧牲"壓縮效率"來增進"編碼效率"220.138.131.197 04/21
2F:→ jeunder:也就是說重點擺在->減少編碼時期的執行花費時間220.138.131.197 04/21
3F:→ jeunder:所以不是"最佳的編碼"(不是最短的平均長度)220.138.131.197 04/21
4F:推 jeunder:第一個方法要 O(n^2), 第二方法要 O(n)220.138.131.197 04/21
5F:→ jeunder:介於中間的方法, 可以考慮使用 min-heap220.138.131.197 04/21
6F:→ jeunder:需要 O(nlogn)220.138.131.197 04/21
7F:→ jeunder:不過第二個方法還要考慮排序所花的時間, 所以其220.138.131.197 04/21
8F:→ jeunder:實也是 O(nlogn)~~~ 我發現不小心推文太長了 XD220.138.131.197 04/21
9F:→ jeunder:所以其實還是使用 min-heap 比較好, 執行時間與220.138.131.197 04/21
10F:→ jeunder:平均編碼長度可兼顧220.138.131.197 04/21
11F:推 hb0303:拜讀受教了<(_ _)> 61.223.11.206 04/25