Для решения задачи о минимальной суммарной длине всех кодовых слов, нужно учитывать принципы префиксного кодирования и оптимального кодирования, например, код Хаффмана.
Шаг 1: Анализ известных кодов
У нас есть три известных кода:
Эти коды уже являются префиксными, что означает, что ни один код не является началом другого. Это условие выполнено, так как:
- 11 не является началом 100 или 101
- 100 не является началом 11 или 101
- 101 не является началом 11 или 100
Шаг 2: Выбор длины для оставшихся кодов
Необходимо выбрать длину для остальных семи кодов. Учитывая, что у нас есть уже три двух- и трехбитных кода, оставшиеся семь кодов должны быть достаточно длинными, чтобы не пересекаться с уже известными кодами. Код длиной 3 бита уже использован (100, 101), поэтому следующие коды должны быть длиной не менее 4 бит.
Шаг 3: Построение оставшихся кодов
Теперь построим семь кодов длиной 4 бита, которые не пересекаются с известными кодами.
Примеры возможных кодов:
- 1100
- 1101
- 1110
- 1111
- 1000
- 1001
- 1010
Шаг 4: Проверка префиксного условия
Убедимся, что добавленные коды не нарушают префиксное условие. Они не должны быть префиксами друг друга и уже существующих кодов.
- Коды 11, 100 и 101 имеют длину 2 и 3 бита.
- Коды 1100, 1101, 1110, 1111, 1000, 1001 и 1010 имеют длину 4 бита и не являются префиксами для 11, 100 и 101.
Шаг 5: Вычисление суммарной длины всех кодов
Теперь вычислим суммарную длину всех кодов:
- Длина кодов 11 (2 бита)
- Длина кодов 100, 101 (по 3 бита каждый)
- Длина каждого из оставшихся семи кодов (по 4 бита каждый)
Суммарная длина вычисляется так:
[ 2 + 3 + 3 + 4 \times 7 = 2 + 3 + 3 + 28 = 36 ]
Заключение
Минимальная суммарная длина всех 10-ти кодовых слов составляет 36 бит.