霍夫曼字首編碼

2021-07-24 10:09:32 字數 2011 閱讀 1032

我們知道,變長編碼可能使解碼產生二義性,而字首碼的出現很好地解決了這個問題。而平均碼長相當於二叉樹的加權路徑長度,從這個意義上說,由哈夫曼樹生成的編碼一定是最優字首碼,故通常不加區分的將哈夫曼編碼也稱作最優字首碼。

需要注意的是,由於哈夫曼樹建立過程的不唯一性可知,生成的哈夫曼編碼也是不唯一的,並且在本文中,將樹中左分支和右分支分別標記為0和1也造成了哈夫曼編碼的不唯一性(當然也可以反過來,將左分支記為1,右分支記為0)。

在實際應用中,我們通常採用下列做法:根據各個字元的權值建立一顆哈夫曼樹,求得每個字元的哈夫曼編碼,有了每個字元的哈夫曼編碼,我們就可以製作乙個該字符集的哈夫曼編碼表。有了字符集的哈夫曼編碼表之後,對資料檔案的 編碼過程 是:依次讀人檔案中的字元c,在哈夫曼編碼表h中找到此字元,將字元c轉換為對應的哈夫曼編碼串。對壓縮後的資料檔案進行 解碼 則必須借助於哈夫曼樹,其過程是:依次讀人檔案的二進位製碼,從哈夫曼樹的根結點出發,若當前讀入0,則走向左孩子,否則走向右孩子。一旦到達某一葉子時便譯出相應的字元。然後重新從根出發繼續解碼,直至檔案結束。下面給出製作哈夫曼編碼表的過程的**,通過以上的分析,讀者不難寫出檔案編碼過程和解碼過程的**。

#include

#include

#include

#include

using

namespace

std;

#define n 6 //葉子數目

#define m 2*n-1 //樹中結點總數

typedef

structhtnode;

typedef htnode huffmantree[m];//huffmantree是向量型別

typedef

structtemp;

typedef

structcodenode;

typedef codenode huffmancode[n];

void

inithuffmantree

(huffmantree t)

}void

inputweight

(huffmantree t)

}bool

cmp(temp a,temp b)

} sort(x,x+j,cmp); //對x按照權值從小到大排序

//排序後的x向量的第一和第二個位置中儲存的id是所找的根節點的序號值

*p1=x[0].id;

*p2=x[1].id;

}void

createhuffmantree

(huffmantree t)

}void

charsethuffmanencoding

(huffmantree t,huffmancode h)

strcpy(h[i].bits,&cd[start]);//複製編碼位串 }}

//*************************測試函式**********************************

intmain

() printf("哈夫曼編碼:\n");

double wpl=0.0;

for(int i=0;iprintf("id:%d ch:%c code:%s\n",i,h[i].ch,h[i].bits);

wpl+=strlen(h[i].bits)*t[i].weight;

} printf("平均碼長為:%.2lf\n",wpl);

return

0;}

測試樣例及**執行結果:(表中和圖中的權重數值weight均需要乘以0.01)

執行結果:

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