编写哈夫曼编码生成函数huffman_enc.m。该函数需要输入原始数据序列,输出对应的哈夫曼编码序列,以及哈夫曼编码表。
时间: 2023-07-19 09:11:29 浏览: 42
下面是一个生成哈夫曼编码的Matlab函数huffman_enc.m的示例代码:
```matlab
function [C, D] = huffman_enc(X)
% 生成哈夫曼编码
% 输入:X为原始数据序列
% 输出:C为对应的哈夫曼编码序列,D为哈夫曼编码表
if nargin < 1
error('Not enough input arguments.');
end
% 统计出现频率
f = histcounts(X, unique(X));
% 构建哈夫曼树
h = hufftree(f);
% 生成哈夫曼编码表
D = huffdict(h);
% 生成哈夫曼编码序列
C = huffenco(X, D);
```
在上面的代码中,首先使用Matlab中的histcounts函数统计原始数据序列X中每个符号的出现频率。然后使用自定义函数hufftree构建哈夫曼树,使用Matlab中的huffdict函数生成哈夫曼编码表,最后使用Matlab中的huffenco函数生成哈夫曼编码序列。函数hufftree和huffdict的实现可以参考Matlab官方文档中的示例代码。
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2、编写哈夫曼编码生成函数huffman_enc.m。该函数需要输入原始数据序列,输出对应的哈夫曼编码序列,以及哈夫曼编码表。
以下是一个简单的 `huffman_enc.m` 哈夫曼编码生成函数的示例代码:
```matlab
function [encoded_data, codebook] = huffman_enc(data)
% 计算每个符号的频率
symbols = unique(data);
freqs = histcounts(data, [symbols, symbols(end)+1]);
freqs = freqs(:);
% 使用频率构建哈夫曼树
num_symbols = numel(symbols);
nodes = repmat(struct('symbol', 0, 'freq', 0, 'left', [], 'right', []), ...
num_symbols, 1);
for i = 1:num_symbols
nodes(i).symbol = symbols(i);
nodes(i).freq = freqs(i);
end
while numel(nodes) > 1
[freqs, idx] = sort([nodes.freq]);
nodes = [struct('symbol', 0, 'freq', freqs(1), 'left', nodes(idx(1)), ...
'right', nodes(idx(2))) nodes(idx(3:end))];
end
% 生成编码表
codebook = repmat(struct('symbol', 0, 'code', ''), num_symbols, 1);
stack = struct('node', nodes(1), 'code', '');
while ~isempty(stack)
node = stack(end).node;
code = stack(end).code;
stack(end) = [];
if isempty(node.left) && isempty(node.right)
idx = find(symbols == node.symbol, 1);
codebook(idx).symbol = node.symbol;
codebook(idx).code = code;
else
stack(end+1:end+2) = [struct('node', node.left, 'code', [code '0']) ...
struct('node', node.right, 'code', [code '1'])];
end
end
% 对数据进行编码
encoded_data = '';
for i = 1:numel(data)
idx = find(symbols == data(i), 1);
encoded_data = [encoded_data codebook(idx).code];
end
end
```
这个函数首先计算每个符号在原始数据中出现的频率,并使用它们构建哈夫曼树。然后,它使用哈夫曼树生成编码表,并对原始数据进行编码。最后,它返回编码后的数据和编码表。注意,编码表是一个结构数组,每个元素包含一个符号和对应的编码。
编写哈夫曼解码函数huffman_dec.m。该函数需要输入编码序列和哈夫曼编码表,输出对应的原始数据序列。
好的,我可以帮你编写哈夫曼解码函数huffman_dec.m。以下是代码实现:
```matlab
function decoded_data = huffman_dec(encoded_data, huffman_table)
% 哈夫曼解码函数
% 输入:编码序列encoded_data,哈夫曼编码表huffman_table
% 输出:解码后的原始数据序列decoded_data
% 初始化解码后的原始数据序列
decoded_data = [];
% 获取哈夫曼编码表中的编码长度
code_length = cellfun('length', huffman_table(:, 2));
% 初始化编码序列指针
pointer = 1;
% 循环解码编码序列
while pointer <= length(encoded_data)
% 初始化匹配结果
match = 0;
% 逐个比较编码长度,寻找匹配的哈夫曼编码
for i = find(code_length <= length(encoded_data) - pointer + 1)'
if strcmp(encoded_data(pointer:pointer+i-1), huffman_table{i, 2})
% 找到匹配的哈夫曼编码,记录对应的符号并更新编码序列指针
decoded_data = [decoded_data; huffman_table{i, 1}];
pointer = pointer + i;
match = 1;
break;
end
end
% 如果未找到匹配的哈夫曼编码,则说明编码序列错误
if ~match
error('Invalid Huffman code sequence.');
end
end
end
```
这个函数首先初始化解码后的原始数据序列为一个空数组,然后循环解码编码序列。在循环中,它逐个比较哈夫曼编码表中的编码长度,寻找匹配的哈夫曼编码。一旦找到匹配的哈夫曼编码,就记录对应的符号并更新编码序列指针。如果未找到匹配的哈夫曼编码,则说明编码序列错误。最后,函数返回解码后的原始数据序列。