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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。3 S/ q5 y) y- z z
编码过程:6 J% ?2 X" ]5 P$ v' ^+ V3 [: [
, o6 y$ D' I' w
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。 V$ T( ~1 G4 q9 N L& v
2.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。
( k. k U: a0 N# j1 `3.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。: | x8 ^! [7 l9 |! }5 c9 o
7 \7 S* r/ q8 `9 K6 ?
译码过程:; d P+ |% P; M3 N
0 C; x4 ?* v$ n$ e
4.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。+ h- V" m1 a6 |# N+ w
: u, e% y5 t; {& K+ b
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。
, w5 ^5 o4 m4 e, {3 U+ s& }. ^( `9 ^* U: [
. a( v! {6 c K! L( V" z% @1 @
具体实例结果如下:+ y4 g9 g3 m) k! {$ ?
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& F ^3 h8 O* v4 m" ^% r/ A g F% N& S% w
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