哈夫曼编码/译码器数据结构
哈夫曼编码/译码器数据结构 在当今信息爆炸时代,如何采用有效的数据压缩技术节省数据文件的存储空间和计算机网络的传送时间已越来越引起人们的重视。哈夫曼编码是一种应用广泛且非常有效的数据压缩技术。本文主要完成哈夫曼树的建立、哈夫曼编码和译码的功能。 哈夫曼编码/译码器数据结构 哈夫曼编码是一种变长前缀编码,利用哈夫曼树求得用于通信的二进制编码。树中从根到每一个叶子都有一条路径,对路径上的各分支约定:指向左子树的分支表示“0”码,指向右子树的分支表示“1”码,取每条路径上的“0”或“1”的序列作为和各叶子对应的字符的编码,这就是哈夫曼编码。 数据结构 本系统主要运用的数据结构是哈夫曼结点结构和编码结构,采用顺序链表形式存储。哈夫曼结点结构中包括结点的权值、左子树指针、右子树指针和父结点指针等信息。编码结构中包括编码的二进制串和相应的字符信息。 哈夫曼树的建立 哈夫曼树的建立是通过键盘输入字符集大小 n、n 个字符和 n 个权值来完成的。根据输入的权值建立一个优先队列,然后通过队列的操作建立哈夫曼树。 哈夫曼编码 哈夫曼编码是通过已建立的哈夫曼树生成的。对于每个字符,从根节点开始,沿着左子树或右子树向下遍历,直到叶子节点,记录下来的路径上的“0”或“1”的序列作为该字符的编码。 译码 译码是指通过哈夫曼编码的逆过程。通过输入的二进制串,沿着哈夫曼树从根节点开始向下遍历,直到叶子节点,找到相应的字符信息。 系统设计 系统设计主要包括五个部分:初始化、编码、输出编码、译码和退出系统。初始化部分完成键盘输入字符集大小 n、n 个字符和 n 个权值,建立哈夫曼树。编码部分生成哈夫曼编码。输出编码部分输出生成的哈夫曼编码。译码部分完成译码功能。退出系统部分退出整个系统。 算法设计 算法设计主要包括哈夫曼树的建立、哈夫曼编码和译码三个部分。哈夫曼树的建立使用优先队列,哈夫曼编码使用哈夫曼树的遍历,译码使用哈夫曼树的逆遍历。 实现 系统的实现使用Visual C++语言,主要包括哈夫曼树的建立、哈夫曼编码和译码三个部分。通过调试运行,执行结果真确。 结论 本系统完成了哈夫曼树的建立、哈夫曼编码和译码的功能,整体思路清晰明了,算法通俗易懂,通过调试运行,执行结果真确。本系统可以应用于数据压缩、通信等领域。