数据结构实验哈夫曼编码

时间: 2024-03-31 18:28:36 浏览: 131
哈夫曼编码是一种用于数据压缩的编码方法,它通过将出现频率较高的字符用较短的编码表示,而将出现频率较低的字符用较长的编码表示,从而实现对数据的压缩。下面是一个演示哈夫曼编码的例子: 假设有一个文本文件SourceFile.txt,其中包含一段文本。首先,需要统计每个字符在文本中出现的频率,并根据频率构建哈夫曼树。然后,根据哈夫曼树生成每个字符的编码表。最后,根据编码表将文本中的字符转换成相应的编码,并将编码结果保存到另一个文件ResultFile.txt中。 以下是一个Python实现的示例代码: ```python import heapq import os class HuffmanNode: def __init__(self, char, freq): self.char = char self.freq = freq self.left = None self.right = None def __lt__(self, other): return self.freq < other.freq def build_frequency_table(text): frequency_table = {} for char in text: if char in frequency_table: frequency_table[char] += 1 else: frequency_table[char] = 1 return frequency_table def build_huffman_tree(frequency_table): heap = [] for char, freq in frequency_table.items(): node = HuffmanNode(char, freq) heapq.heappush(heap, node) while len(heap) > 1: node1 = heapq.heappop(heap) node2 = heapq.heappop(heap) merged_node = HuffmanNode(None, node1.freq + node2.freq) merged_node.left = node1 merged_node.right = node2 heapq.heappush(heap, merged_node) return heap[0] def build_encoding_table(huffman_tree): encoding_table = {} def build_encoding_table_helper(node, code): if node is None: return if node.char is not None: encoding_table[node.char] = code build_encoding_table_helper(node.left, code + "0") build_encoding_table_helper(node.right, code + "1") build_encoding_table_helper(huffman_tree, "") return encoding_table def encode_text(text, encoding_table): encoded_text = "" for char in text: encoded_text += encoding_table[char] return encoded_text def decode_text(encoded_text, huffman_tree): decoded_text = "" current_node = huffman_tree for bit in encoded_text: if bit == "0": current_node = current_node.left else: current_node = current_node.right if current_node.char is not None: decoded_text += current_node.char current_node = huffman_tree return decoded_text # 读取源文件 with open("SourceFile.txt", "r") as file: text = file.read() # 构建频率表 frequency_table = build_frequency_table(text) # 构建哈夫曼树 huffman_tree = build_huffman_tree(frequency_table) # 构建编码表 encoding_table = build_encoding_table(huffman_tree) # 编码文本 encoded_text = encode_text(text, encoding_table) # 将编码结果保存到文件 with open("ResultFile.txt", "w") as file: file.write(encoded_text) # 解码文本 decoded_text = decode_text(encoded_text, huffman_tree) print("Huffman编码完成!") ``` 请注意,上述代码中的SourceFile.txt是输入文件,ResultFile.txt是输出文件。你可以根据实际情况修改这两个文件的路径。
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