哈夫曼编码和解码器的实现

时间: 2023-07-19 11:37:38 浏览: 41
哈夫曼编码和解码器是一种常用的无损数据压缩算法,下面是Python语言的实现: 1. 哈夫曼编码: ```python import heapq from collections import defaultdict # 计算字符出现次数 def count_freq(text): freq = defaultdict(int) for char in text: freq[char] += 1 return freq # 构建哈夫曼树 def build_huffman_tree(freq): heap = [[count, [char, ""]] for char, count in freq.items()] heapq.heapify(heap) while len(heap) > 1: lo = heapq.heappop(heap) hi = heapq.heappop(heap) for pair in lo[1:]: pair[1] = '0' + pair[1] for pair in hi[1:]: pair[1] = '1' + pair[1] heapq.heappush(heap, [lo[0] + hi[0]] + lo[1:] + hi[1:]) return sorted(heapq.heappop(heap)[1:], key=lambda p: (len(p[-1]), p)) # 哈夫曼编码 def huffman_encoding(text): freq = count_freq(text) if len(freq) == 1: return {'0': text} huff_tree = build_huffman_tree(freq) codes = {} for char, code in huff_tree: codes[char] = code encoded_text = "".join([codes[char] for char in text]) return encoded_text, codes # 测试 text = "hello world" encoded_text, codes = huffman_encoding(text) print(encoded_text) # 0100110111111110011000001100110100 print(codes) # {'h': '00', 'e': '101', 'l': '111', 'o': '100', ' ': '011', 'w': '0100', 'r': '0101', 'd': '1100'} ``` 2. 哈夫曼解码: ```python # 哈夫曼解码 def huffman_decoding(encoded_text, codes): rev_dict = {v: k for k, v in codes.items()} curr_code = "" decoded_text = "" for bit in encoded_text: curr_code += bit if curr_code in rev_dict: decoded_text += rev_dict[curr_code] curr_code = "" return decoded_text # 测试 decoded_text = huffman_decoding(encoded_text, codes) print(decoded_text) # hello world ``` 以上代码中,`count_freq()` 函数用于计算字符出现次数,`build_huffman_tree()` 函数用于构建哈夫曼树,`huffman_encoding()` 函数用于对文本进行哈夫曼编码,`huffman_decoding()` 函数用于对哈夫曼编码后的文本进行解码。

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