huffman哈夫曼樹-合併果子

在一個果園裏,達達已經將所有的果子打了下來,而且按果子的不同種類分成了不同的堆。

達達決定把所有的果子合成一堆。

每一次合併,達達可以把兩堆果子合併到一起,消耗的體力等於兩堆果子的重量之和。

可以看出,所有的果子經過n-1次合併之後,就只剩下一堆了。

達達在合併果子時總共消耗的體力等於每次合併所耗體力之和。

因爲還要花大力氣把這些果子搬回家,所以達達在合併果子時要儘可能地節省體力。

假定每個果子重量都爲1,並且已知果子的種類數和每種果子的數目,你的任務是設計出合併的次序方案,使達達耗費的體力最少,並輸出這個最小的體力耗費值。

例如有3種果子,數目依次爲1,2,9。

可以先將1、2堆合併,新堆數目爲3,耗費體力爲3。

接着,將新堆與原先的第三堆合併,又得到新的堆,數目爲12,耗費體力爲12。

所以達達總共耗費體力=3+12=15。

可以證明15爲最小的體力耗費值。

哈夫曼樹:

樹是完全二叉樹,所有葉子結點都是合併的點。

過程:

 總和:a根據路徑長度會算三次,同理其他一樣。

方法:每次挑出值最小的來合併。

證明:

1、如果f比b小,但是f比b淺,可以進行交換一下,把最小的點放到最深的地方。意味着第一步就可以合併。

2、n->n-1,n-1的最優解就是n的最優解。當兩個最小值的點合併則變成如下圖所示,把剩下n-1的最小值用f(n-1)這個方案來表示,總代價就是 f(n) = f(n - 1) + a + b;,第一次合併需要a+b的代價。剩下的問題就變成n-1的問題,從n-1的點挑選最小的兩個值合併,往往復復。

輸入格式

輸入包括兩行,第一行是一個整數n,表示果子的種類數。

第二行包含n個整數,用空格分隔,第i個整數aiai是第i種果子的數目。

輸出格式

輸出包括一行,這一行只包含一個整數,也就是最小的體力耗費值。

輸入數據保證這個值小於231231。

數據範圍

1≤n≤100001≤n≤10000,
1≤ai≤200001≤ai≤20000

輸入樣例:

3 
1 2 9 

輸出樣例:

15
//每次求最小值用堆優先隊列來做
#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <queue>
using namespace std;
int main()
{
    int n;
    cin >> n;
    //定義小根堆
    priority_queue<int, vector<int>, greater<int>> heap;
    while (n --)
    {
        int x;
        cin >> x;
        //入堆
        heap.push(x);
    }
    int res = 0;//存結果即最小的體力耗費值
    while (heap.size() > 1)//只要堆當中元素個數大於1
    {
        //取出兩個最小的值,進行合併
        int a = heap.top();heap.pop();
        int b = heap.top();heap.pop();
        res += a + b;
        heap.push(a + b);//把合併結果入堆
    }
    cout << res << endl;
    return 0;
}

 

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