哈夫曼树是一种用于数据压缩的优先树,其构造过程如下:
统计字符频率:
首先统计待压缩数据中各个字符出现的频率,并将这些频率值存储在一个频率表中。
构建叶子节点集合:
根据频率表,将每个字符及其频率作为叶子节点,形成初始的叶子节点集合。
构造哈夫曼树:
从叶子节点集合中选取权值最小的两个节点作为左右子节点,构建一个新的父节点,其权值为这两个子节点权值之和。将新父节点加入叶子节点集合,并移除原来的两个子节点。重复此过程,直到集合中只剩一个节点,这个节点就是哈夫曼树的根节点。
编码字符:
根据构造好的哈夫曼树,为每个字符生成唯一的编码。从根节点开始,向左子树分配码“0”,向右子树分配码“1”,直到到达叶子节点。
数据压缩:
将待压缩数据中的每个字符替换为对应的编码,并按照一定的格式进行分组和转换,完成数据压缩。
数据解压缩:
对于压缩后的数据,根据哈夫曼树和字符编码的对应关系,将每个编码转换回原始的字符,完成数据解压缩。
哈夫曼树的构造算法能够根据字符出现的频率动态地构建树形结构,使得出现频率高的字符编码长度较短,而出现频率低的字符编码长度较长,从而实现高效的数据压缩