Цель: понять и найти минимальную длину кода для Ь при условии Фано (prefix-free).
Дано кодовые слова (для остальных букв):
- Ж = 00 (длина 2)
- Ч = 011 (длина 3)
- Г = 111 (длина 3)
- У = 1100 (длина 4)
- Т = 1101 (длина 4)
- Е = 1000 (длина 4)
- С = 1001 (длина 4)
Шаг 1. Проверим возможность кода длиной 1
- Варианты: 0 или 1
- 0 в префиксах: кодовое слово 00 есть, значит 0 будет префиксом 00 → противоречие.
- 1 в префиксах: существуют коды, начинающиеся на 1 (111, 1100, 1101) → 1 будет префиксом других кодов.
Итого, для Ь код длиной 1 невозможен.
Шаг 2. Проверим возможность кода длиной 2
Возможные двоичные строки: 00, 01, 10, 11
- 00 уже занято (Ж).
- 01: является префиксом Ч (011) → недопустимо.
- 10: является префиксом Е (1000) и С (1001) → недопустимо.
- 11: является префиксом Г (111), У (1100), Т (1101) → недопустимо.
Итого, код длины 2 невозможен.
Шаг 3. Ищем код длины 3
Возможные 3-битовые слова: 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111
- 000: начинается с 00, а 00 — код Ж, значит 00 является префиксом 000 → недопустимо.
- 001: тоже префикс 00 → недопустимо.
- 010: ни один существующий код не является префиксом 010, и 010 не является префиксом ни одного существующего кода → допустимо.
- 011: уже существует код Ч = 011 → недопустимо.
- 100: является префиксом кодов 1000 и 1001 → недопустимо.
- 101: ни один существующий код не является префиксом 101, и 101 не является префиксом ни одного существующего кода → допустимо.
- 110: является префиксом 1100 и 1101 → недопустимо.
- 111: уже занят кодом Г = 111 → недопустимо.
Итак, допустимы два варианта кода для Ь длиной 3: 010 и 101.
Шаг 4. Выбор кода по условию задачи
Если несколько вариантов одной длины, выбрать код с максимальным числовым значением.
- 010 соответствует числу 2
- 101 соответствует числу 5
Максимум — 101.
Ответ
Код буквы Ь минимальной длины равен 101 (длина 3). Остальные коды остаются как дано:
Ж = 00, Ч = 011, Г = 111, У = 1100, Т = 1101, Е = 1000, С = 1001, Ь = 101.