哈夫曼树及应用
那么压缩而不出错是如何做到的呢?简单说,就是把我们要压缩的文本进行重新编码,以减少不必要的空间。尽管现在最新技术在编码上已经很好很强大,但这一切都来自于曾经的技术积累,我们今天就来介绍一下最基本的压缩编码方法-赫夫曼编码。
在介绍赫夫曼编码前,我们必须得介绍赫夫曼树,而介绍赫夫曼树,我们不得不提这样一个人,美国数学家赫夫曼(David Huffman), 也有的翻译为哈夫曼。他在1952年发明了赫夫曼编码,为了纪念他的成就,于是就把他在编码中用到的特殊的C叉树称之为赫夫曼树,他的编码方法称为赫夫曼编码。也就是说,我们现在介绍的知识全都来自于近60年前这位伟大科学家的研究成果,而我们平时所用的压缩和解压缩技术也都是基于赫夫曼的研究之上发展而来,我们应该要记住他。
设有n个权值{w1,w2,…,wn},构造一棵有n个叶子结点的二叉树,每个叶子的权值为wi,则wpl最小的二叉树叫哈夫曼树。
(1). 初始化:根据给定的n个权值{w1,w2,…,wn},构成n棵二叉树的集合F={T1,T2,…,Tn},其中每棵二叉树Ti只有一个带权为wi的根结点,其左右子树均空。
(2). 选取与合并:在 F 中选取两棵根结点的权值最小的树作为左右子树,构造一棵新的二叉树,且置新的二叉树的根结点的权值为其左、右子树上根结点的权值之和。
(3). 删除与加入:在 F 中删除这两棵树,同时将新得到的二叉树加入 F 中。
(4). 重复(2)和(3),直到 F 只含一棵树为止。这棵树便是所求的哈夫曼树。
w={5, 29, 7, 8, 14, 23, 3, 11}的构造过程
一般地, 设需要编码的字符集为{ d1,d2,···,dn },各个字符在电文中出现的次数或频率集合为{ W1,W2,···,Wn},以d1,d2,···,dn作为叶子结点,以W1,W,···,Wn作为相应叶子结点的权值来构造一棵哈夫曼树。规定哈夫曼树的左分支代表0,右分支代表1,则从根结点到叶子结点所经过的路径分支组成的0和1的序列便为该结点对应字符的编码,这就是哈夫曼编码。
学习哈夫曼树和哈夫曼编码有助于初步理解数据压缩原理。
哈夫曼树带权路径长度是什么?
树的路径长度是从树根到每一结点的路径长度之和,N个权值Wi(i=1,2,...n)构成一棵有N个叶结点的二叉树,相应的叶结点的路径长度为Li(i=1,2,...n)。哈夫曼树应用:哈夫曼编码:在数据通信中,需要将传送的文字转换成二进制的字符串,用0,1码的不同排列来表示字符。例如,需传送的...
哈夫曼树计科要学吗
要。哈夫曼树是一种常用的数据结构,用于实现数据压缩和编码,它是由美国计算机科学家DavidA.Huffman于1952年提出的,被广泛应用于通信、压缩算法和信息存储等领域。
哈夫曼树应用(C语言)
Huffman(C)Input: C一组节点,节点中储存了字符以及该字符在文件中出现的频率 Output: Huffman树的根节点 Algorithm:n=length(C)insert(Q,C) \/\/注:把C中的每一个节点都插入minHeap中 for i 从0到n-2 do 创建一个新的空节点z z.leftchild=x=extract-min(Q)z.rightchild=y=extract-min(Q...
哈夫曼树是什么?求解
哈夫曼编码是哈夫曼树的一个应用。哈夫曼编码应用广泛,如JPEG中就应用了哈夫曼编码。首先介绍什么是哈夫曼树。哈夫曼树又称最优二叉树,是一种带权路径长度最短的二叉树。所谓树的带权路径长度,就是树中所有的叶结点的权值乘上其到根结点的路径长度(若根结点为0层,叶结点到根结点的路径长度为叶...
哈夫曼树的建立及应用
include<iostream.h> include<iomanip.h> const int n=8;const int m=2*n-1;struct tree { float weight;int parent;int lch,rch;};struct codetype { int bits[n+1];int start;char ch;};tree hftree[m+1];struct codetype code[n+1];void creathuffmantree(){ int i,j,p1,p2;...
数据结构树和二叉树的实际应用
数据结构树和二叉树的实际应用:哈夫曼编码。利用哈夫曼编码进行通信可以大大提高信道的利用率,缩短信息传输的时间,降低传输成本。根据哈夫曼编码的原理,编写一个程序,在用户输入结点权值的基础上求哈夫曼编码。从键盘输入若干字符及每个字符出现的频率,将字符出现的频率作为结点的权值,建立哈夫曼树,求...
什么是带权最优二元树
那么,什么是最优带权二元树呢?最优二叉树,又称哈夫曼树,是一类带权路径长度最短的树,有着广泛的应用.我们首先给出路径和路径长度的概念.从树中一个结点到另一个结点之间的分支构成这两个结点之间的路径,路径上的分支数目称做路径长度.树的路径长度是从树根到每一结点的路径长度之和.这种路径长度最...
第十一章:树结构应用之哈夫曼编码解码
给定n个权值作为n个叶子结点,构造一棵二叉树,若该树的带权路径长度达到最小,称这样的二叉树为最优二叉树,也称为哈夫曼树(Huffman Tree)。哈夫曼树是带权路径长度最短的树,权值较大的结点离根较近。编码:1.输入字符串,通过getWeight()获取其权重即每个字符出现的次数并利用权重及字符生成Node...
最优二叉树算法基本概念
最优二叉树,也被称为哈夫曼树,是一种特殊的二叉树结构,其目标是在一组带权的叶节点中,构建出具有最小带权路径长度的树。带权路径长度,是对二叉树路径长度概念的扩展,它指的是从根节点到所有叶节点的路径长度之和,每个路径长度与对应节点的权值相乘。记为:WPL = Wk·Lk,其中Wk表示第k个...
最简哈夫曼树编码
具体实现步骤如下:首先,初始化511个哈夫曼节点,用ASCII值填充。统计输入缓冲区中每个ASCII码的出现频率。对节点按频率进行排序,然后构建哈夫曼树,每次合并频率最低的两个节点,直到只剩一个树根。在压缩阶段,将ASCII值和对应的位序列写入输出缓冲区。解压缩过程则相对简单,通过位流遍历输入缓冲区中的...
闭骂酒石: 1、哈夫曼编码 在数据通信中,需要将传送的文字转换成二进制的字符串,用0,1码的不同排列来表示字符.例如,需传送的报文为“AFTER DATA EAR ARE ART AREA”,这里用到的字符集为“A,E,R,T,F,D”,各字母出现的次数为{8,4,5,3,1,...
泸西县17669073322: Huffman树的应用?
闭骂酒石: 哈夫曼树 在一般的数据结构的书中,树的那章后面,著者一般都会介绍一下哈夫曼(HUFFMAN)树和哈夫曼编码.哈夫曼编码是哈夫曼树的一个应用.哈夫曼编码应用广泛,如JPEG中就应用了哈夫曼编码. 首先介绍什么是哈夫曼树.哈夫曼...
泸西县17669073322: 哈夫曼树有什么作用 - ?
闭骂酒石:[答案] 简单说为了进行哈夫曼编码,这样就可以起到压缩作用.详细说:(百度百科:哈夫曼树)看了一下里面的应用,讲的很好,直接拷贝了,如果有很么不满意的可以继续问,能答就答,不能的话再问问其他人.在数据通信中,需要将传送...
泸西县17669073322: 题目: 哈夫曼树应用 - ?
闭骂酒石: 在数据通信中,需要将传送的文字转换成二进制的字符串,用0,1码的不同排列来表示字符.例如,需传送的报文为“AFTER DATA EAR ARE ART AREA”,这里用到的字符集为“A,E,R,T,F,D”,各字母出现的次数为{8,4,5,3,1,1}.现要求为这...
泸西县17669073322: 哈夫曼编码的工作原理,性能,应用 - ?
闭骂酒石: 哈夫曼编码(Huffman Coding)是一种编码方式,以哈夫曼树—即最优二叉树,带权路径长度最小的二叉树,经常应用于数据压缩. 在计算机信息处理中,“哈夫曼编码”是一种一致性编码法(又称"熵编码法"),用于数据的无损耗压缩....
泸西县17669073322: 哈夫曼树的建立及应用 - ?
闭骂酒石: 给你个我写的哈夫曼函数:void HuffmanTree(HuffmanTree &HT, int * w, int n) {//w 存放n 个字符的权值(均>0),构造赫夫曼树HT if (nm=2* n-1; HT=(HuffmanTree)malloc(m+1) * sizeof(HTNode); //分配存储空间//用给定的n个权值,构造n棵只有...
泸西县17669073322: 请简述哈夫曼树的应用领域.已知字符A B C D E F的权值为8 12 5 20 4 11,请写出构造哈夫曼树的过程,并为这些字符设计哈夫曼编码,一步一步的! - ?
闭骂酒石:[答案] 哈夫曼树的应用领域:数字传输编码压缩.先编造哈夫曼树,哈夫曼树构造规则:假设有n个权值,则构造出的哈夫曼树有n个叶子结点.n个权值分别设为 w1、w2、…、wn,则哈夫曼树的构造规则为:(1) 将w1、w2、…,wn看成是有n ...
泸西县17669073322: 简述哈夫曼树的性质.?
闭骂酒石: 哈 夫 曼 树 2.9 二叉树的应用2.9.1 哈夫曼树及应用 哈夫曼树又称最优树(二叉树),是一类带权路径最短的树.构造这种树的算法最早是由哈夫曼(Huffman)1952年提出,这种树在信息检索中很有用.结点之间的路径长度:从一个结点到另一...
泸西县17669073322: 求介绍下二叉树的遍历和哈夫曼树的运用! - ?
闭骂酒石: 二叉树的遍历是指按照某种方法顺着一条路径访问二叉树中的各个结点,使得每个结点均被访问一次,且仅被访问一次,二叉树的遍历方法有三种,先序遍历,中序遍历,后序遍历.下一个问题我也不是很清楚了.
泸西县17669073322: 到底什么是哈夫曼树啊,求例子 - ?
闭骂酒石: 哈夫曼树是给定n个权值作为n个叶子结点,构造一棵二叉树,若该树的带权路径长度达到最小,称这样的二叉树为最优二叉树,也称为哈夫曼树(Huffman Tree).哈夫曼树是带权路径长度最短的树,权值较大的结点离根较近. 例子: 1、将w...