2022-6-10 真题练习

MT7 字符编码

 

 

 校招时部分企业笔试将禁止编程题跳出页面，为提前适应，练习时请使用在线自测，而非本地IDE。

描述

请设计一个算法，给一个字符串进行二进制编码，使得编码后字符串的长度最短。

 

数据范围：字符串长度满足 1 < n \le 1000 \1<n≤1000  ，本题有多组输入

输入描述：

每组数据一行，为待编码的字符串。保证字符串长度小于等于1000。

输出描述：

一行输出最短的编码后长度。

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.PriorityQueue;
import java.util.Scanner;

public class Main {
    static class TreeNode{
        TreeNode left,right;
        int weight;
        Character c;
        TreeNode(int w,char c){
            weight=w;
            this.c=c;
        }
    }
    static int ans;
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        while (sc.hasNext()){
            String s=sc.nextLine();
            Map<Character,Integer> map=new HashMap();
            for (int i=0;i<s.length();i++){
                map.put(s.charAt(i),map.getOrDefault(s.charAt(i),0)+1);
            }
            PriorityQueue<TreeNode> queue=new PriorityQueue<>((a,b)->(a.weight- b.weight));
            for (Map.Entry<Character, Integer> entry : map.entrySet()) {
                queue.offer(new TreeNode(entry.getValue(),entry.getKey()));
            }
            while (queue.size()>=2){
                TreeNode n1=queue.poll();
                TreeNode n2=queue.poll();
                TreeNode node=new TreeNode(n1.weight+n2.weight,Character.MIN_VALUE);
                node.left=n1;
                node.right=n2;
                queue.offer(node);
            }
            TreeNode root=queue.poll();
            ans=0;
            dfs(root,map,0);
            System.out.println(ans);
        }

    }

    static public void dfs(TreeNode root,Map<Character,Integer> map,int depth){
        if (root==null) {
            return;
        }
        if (map.containsKey(root.c)){
            ans+=map.get(root.c)*depth;
        }
        dfs(root.left,map,depth+1);
        dfs(root.right,map,depth+1);
    }
}

思路：编码最佳选择最小生成树，即哈夫曼树。先用hashmap记录不同字符的频率。

再用优先队列构造哈夫曼树：每次挑两个权重最小的合并，将权重和作为新的节点加入到队列中，直到剩下根节点。

深度遍历所有节点，记录节点的深度来计算编码的长度。