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霍夫曼编码是一种变长编码技术,用于将符号映射到不同长度的二进制码,以实现数据的有效压缩。该编码方法基于符号的出现频率,频率越高的符号分配越短的二进制码,从而减小整体编码长度。
) ?# l# [5 Z5 @# G2 m2 ?编码过程:- n# r0 a) R5 ^/ I
8 C- z8 y/ L) P( ~
1.统计符号频率: 对待编码的符号进行频率统计,以确定它们在数据中出现的相对频率。
& q2 N/ p) K% K2.构建霍夫曼树: 将每个符号看作一个节点,以其频率作为权值。通过反复合并两个具有最小权值的节点,构建一棵二叉树,直到所有节点合并为树的根节点。合并过程中,新节点的权值为被合并节点的权值之和。
. |: t1 S- t% |! p) W, q3.生成编码: 从根节点出发,沿着左分支走为0,沿着右分支走为1,记录路径上的0和1,即可得到每个符号的霍夫曼编码。
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译码过程:
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3 T& n# V5 O+ K: G" p4.根据霍夫曼树进行译码: 从根节点开始,根据接收到的二进制序列的每一位,沿着树的路径向下走。当遇到叶子节点时,即可确定对应的符号。
+ h9 I1 M) X9 z4 f5 p1 Z9 t- v" e9 S! e {1 j& a) H0 v, Y6 Z8 c
霍夫曼编码的主要优点是对于频率较高的符号使用较短的编码,从而实现了有效的数据压缩。
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2 k" J- c* q; V; X3 ~
) g- K: {# _8 Z! E8 h& O具体实例结果如下:
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