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哈夫曼树的介绍

Java 更新时间: 发布时间: IT归档 最新发布 模块sitemap 名妆网 法律咨询 聚返吧 英语巴士网 伯小乐 网商动力

哈夫曼树的介绍

一、哈夫曼树的几个重要概念

1.路径和路径长度:在一颗树中,从一个节点往下可以到达的孩子或孙子节点之间的通路,称之为路径。

通路当中分支的数目称为路径的长度。

若规定根节点的层数为1,则从根节点到第L层节点的长度为 L-1.

2.节点的权:若树中节点赋给一个有着某种意义的数值,则这个数值称为这个节点的权。

3.带权路径长度 : 从根节点到该节点之间的路径长度与该节点的权的乘积

4.树的权路径长度 :树的带权路径长度为所有叶子节点的带权路径长度之和,记为WPL,权值越大的节点离跟节点越近的二叉树是

最优二叉树

5.WPL最小的就是哈夫曼树

二、哈夫曼树的构建过程

1.将待构建哈夫曼树的节点从小到大进行排序,将每个数据都看作一个节点, 每个节点都构建一颗简单的二叉树

2.取出根节点权值最小的两颗二叉树

3.组成一颗新的二叉树,该新的二叉树的根节点的权值是前两颗二叉树跟节点权值的和

4.在将这个二叉树,以根节点的权值大小再次进行排序,不断的重复1-2-3-4的步骤,直到数列种 所有的数据都被处理,就得到了一颗哈夫曼树

三、数据压缩构建哈夫曼树的思路

第一步:传输字符串

i like like like java do you like a java //共40个字符

第二步:统计各个字符出现的次数

d:1 , y:1 , u:1 , j:2 , v:2 , o:2 , l:4 , k:4 , e:4 , i:5 , a:5 , :9

第三步:按照上面字符出现的次数构建一颗哈夫曼树,次数作为权值

第四步:根据赫夫曼编码给各个字符,规定编码,向左的路径为0向右的路径为1,编码如下o:1000 u:10010 d:100110 y:100111 i:101 a:110 k:1110 e:1111 j:0000 v:0001 i:001 :01

在这里我们会发现,每一个字符的编码都不会是另一个编码的前缀。比如 01,没有任何一个字符的编码前缀是01

第五步:按照上边的哈夫曼编码,我们的“i like like like java do you like a java”字符串对应的编码为

10101001101111011110100110111101111010011011110111101000011000011100110011110000110 01111000100100100110111101111011100100001100001110

分析:长度为 : 133

说明:

原来长度是 359 , 压缩了 (359-133) / 359 = 62.9%

总结:

此编码满足前缀编码, 即字符的编码都不能是其他字符编码的前缀。不会造成匹配的多义性

赫夫曼编码是无损处理方案

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