java - 我在霍夫曼编码 java 中遇到一些逻辑错误

Question

这是代码...

public class Huffman_Coding {
    public static void main(String[] args) {

        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("Enter a string to compress: ");
        String str = sc.nextLine();
        sc.close();
        HashString hs = new HashString();

        HashMap<Character, Integer> hm = hs.getStringHash(str);

        PriorityQueue<Node> pq = new PriorityQueue<Node>();
        for (char ch : hm.keySet()) {
            pq.add(new Node(null, null, hm.get(ch), ch));
        }
        System.out.println(pq);
        while (pq.size() != 1) {
            Node left = pq.poll();
            Node right = pq.poll();
            Node parent = new Node(left, right, left.freq + right.freq, '\0');
            pq.add(parent);
            System.out.println(pq);
        }
        Huffman_Tree ht = new Huffman_Tree();
        String ans = "";
        ht.inOrder(pq.poll(), ans);
    }
}

class Node implements Comparable<Node> {

    @Override
    public String toString() {
        return "Node [freq=" + freq + ", ch=" + ch + "]";
    }

    Node lptr;
    Node rptr;
    int freq;
    char ch;

    Node(Node lptr, Node rptr, int freq, char ch) {
        this.freq = freq;
        this.lptr = lptr;
        this.rptr = rptr;
        this.ch = ch;
    }

    public int compareTo(Node o) {

        int comparedvalue = Integer.compare(this.freq, o.freq);
        if (comparedvalue != 0)
            return comparedvalue;
        else
            return Integer.compare(this.ch, o.ch);
        }
    }

    boolean isLeaf() {
        return this.lptr == null && this.rptr == null;
    }
}

class Huffman_Tree {
    void inOrder(Node root, String code) {
        if (!root.isLeaf()) {
            inOrder(root.lptr, code + '0');
            inOrder(root.rptr, code + '1');

        } else
            System.out.println(root.ch + " : " + code);

    }
}

这里，对于输入字符串abccddeeee，我收到类似的信息:

[Node [freq=1, ch=a], Node [freq=1, ch=b], Node [freq=2, ch=c], Node [freq=2, ch=d], Node [freq=4, ch=e]]
[Node [freq=2, ch= ]]

我很困惑为什么在第二步中具有“d”的节点比“e”领先。这使我在最终编码中出现错误。为什么compareTo 方法失败我无法理解。

getHashString 返回一个哈希值，其中键中包含字符，值中包含它们的频率。

Answer 1

我不明白为什么 PriorityQueue 中的元素顺序不是在轮询元素和添加新元素之后的预期顺序”合成”元素，但我认为您可以解决切换到 TreeSet 的问题，正如我已经成功完成的那样

TreeSet<Node> pq = new TreeSet<Node>((n1, n2) -> n1.compareTo(n2)); // explicit but unnecessary comparator

并将每个 pq.poll() 调用更改为 pq.pollFirst()...

希望这个解决方法可以帮助您!

编辑

正如您可以在 official PriorityQueue documentation 中读到的那样, * 方法 iterator() 中提供的迭代器不保证以任何特定顺序遍历优先级队列的元素。如果需要有序遍历，请考虑使用 Arrays.sort(pq.toArray()).*

这应该可以解释为什么 toString() 方法调用以不同于预期优先级顺序的顺序显示队列元素...