huffman编程代码

时间: 2023-12-28 20:25:19 浏览: 63
Huffman编码是一种常用的数据压缩算法,它通过将出现频率较高的字符用较短的编码表示,从而实现数据的压缩。下面是一个简单的Huffman编码的实现代码示例: ```python import heapq from collections import defaultdict # 定义节点类 class Node: def __init__(self, char, freq): self.char = char self.freq = freq self.left = None self.right = None # 定义比较函数,用于堆排序 def __lt__(self, other): return self.freq < other.freq # 构建Huffman树 def build_huffman_tree(data): # 统计字符频率 freq_dict = defaultdict(int) for char in data: freq_dict[char] += 1 # 将字符频率转换为节点对象,并加入优先队列(最小堆) heap = [] for char, freq in freq_dict.items(): node = Node(char, freq) heapq.heappush(heap, node) # 依次取出频率最小的两个节点,合并为一个新节点,并重新加入优先队列,直到只剩下一个节点 while len(heap) > 1: left_node = heapq.heappop(heap) right_node = heapq.heappop(heap) merged_node = Node(None, left_node.freq + right_node.freq) merged_node.left = left_node merged_node.right = right_node heapq.heappush(heap, merged_node) # 返回Huffman树的根节点 return heap[0] # 递归生成Huffman编码 def generate_huffman_code(root, current_code, huffman_codes): if root is None: return # 叶子节点表示一个字符,将其对应的编码加入字典 if root.char is not None: huffman_codes[root.char] = current_code return # 递归处理左子树和右子树 generate_huffman_code(root.left, current_code + "0", huffman_codes) generate_huffman_code(root.right, current_code + "1", huffman_codes) # 压缩数据 def compress(data): # 构建Huffman树 root = build_huffman_tree(data) # 生成Huffman编码 huffman_codes = {} generate_huffman_code(root, "", huffman_codes) # 将原始数据转换为Huffman编码 compressed_data = "" for char in data: compressed_data += huffman_codes[char] return compressed_data, huffman_codes # 解压缩数据 def decompress(compressed_data, huffman_codes): # 将Huffman编码转换为字符 reverse_codes = {code: char for char, code in huffman_codes.items()} # 解压缩数据 current_code = "" decompressed_data = "" for bit in compressed_data: current_code += bit if current_code in reverse_codes: char = reverse_codes[current_code] decompressed_data += char current_code = "" return decompressed_data # 测试代码 data = "hello world" compressed_data, huffman_codes = compress(data) decompressed_data = decompress(compressed_data, huffman_codes) print("原始数据:", data) print("压缩后的数据:", compressed_data) print("解压缩后的数据:", decompressed_data) ``` 这段代码实现了Huffman编码的压缩和解压缩功能。首先,通过`build_huffman_tree`函数构建Huffman树,然后通过`generate_huffman_code`函数生成Huffman编码。接着,使用`compress`函数将原始数据压缩为Huffman编码,使用`decompress`函数将Huffman编码解压缩为原始数据。
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