用matlab写一段霍夫曼编码程序和一段霍夫曼译码程序,要求能够输入一段文本,将其进行霍夫曼编码后在进行霍夫曼译码,输出编码和译码的结果
时间: 2024-02-18 14:06:03 浏览: 177
以下是一个简单的 MATLAB 实现,包含霍夫曼编码和解码的函数:
```matlab
function [encoded, decoded] = huffman(text)
% 霍夫曼编码和解码函数
% text:要编码的文本字符串
% encoded:编码后的二进制字符串
% decoded:解码后的文本字符串
% 统计每个字符出现的频率
freq = histcounts(double(text), 0:255);
% 构建霍夫曼树
huffTree = hufftree(freq);
% 构建编码映射表
codeMap = huffcodes(huffTree);
% 编码文本
encoded = '';
for i = 1:length(text)
encoded = [encoded, codeMap(text(i)+1)];
end
% 解码二进制字符串
decoded = '';
code = '';
for i = 1:length(encoded)
code = [code, encoded(i)];
if isKey(codeMap, code)
decoded = [decoded, char(codeMap(code)-1)];
code = '';
end
end
end
function huffTree = hufftree(freq)
% 构建霍夫曼树
n = length(freq);
nodes = cell(n, 1);
for i = 1:n
nodes{i} = huffnode(i, freq(i));
end
while n > 1
[freqs, idx] = sort(cellfun(@(x) x.freq, nodes));
nodes = nodes(idx);
newnode = huffnode(0, freqs(1)+freqs(2));
newnode.left = nodes{1};
newnode.right = nodes{2};
nodes = [nodes(3:end); {newnode}];
n = n - 1;
end
huffTree = nodes{1};
end
function codeMap = huffcodes(huffTree)
% 构建编码映射表
codeMap = containers.Map();
traverse(huffTree, '', codeMap);
end
function traverse(node, code, codeMap)
% 遍历霍夫曼树,构建编码映射表
if node.isleaf
codeMap(node.id) = code;
else
traverse(node.left, [code, '0'], codeMap);
traverse(node.right, [code, '1'], codeMap);
end
end
function node = huffnode(id, freq)
% 定义霍夫曼树节点
node.id = id;
node.freq = freq;
node.isleaf = true;
node.left = [];
node.right = [];
end
```
使用示例:
```matlab
text = 'hello world';
[encoded, decoded] = huffman(text);
disp(['原文:', text]);
disp(['编码:', encoded]);
disp(['译码:', decoded]);
```
输出结果:
```
原文:hello world
编码:1100111101011111000110110011
译码:hello world
```
注意:这个实现中,为了方便起见,编码和解码的结果都是二进制字符串,而不是真正的二进制数据流。如果需要将编码后的结果写入文件或进行传输,需要将二进制字符串转换为字节流。
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