求解哈夫曼编码Java实现,哈夫曼编码(Java)
Huffman编码算法实际上是一个贪心算法
每个字符都是二叉树的叶子结点,非叶子结点则不代表任何字符
有一组字符集{c1, c2, …, cn},字符集对应的权重{w1, w2, …, wn}
哈夫曼二叉树构建算法:
将字符集和权重构造成结点形成最小堆结点集S,
每次都从最小堆结点集S中选出权重值最小的两个结点x和y作为子节点进行建树,
为这两个子结点构造一个父节点,父节点不保存任何字符,父节点的权重为两个子节点权重之和,
将取出的两个子节点从集合S中移走,将父节点加入S中。
不断循环步骤2,3,4一直迭代下去,直到节点集合S只剩一个结点时,这个结点就是树的根节点。
这样我们就得到了一棵Huffman树,整个过程就是一个自底向上的建树过程。由于从根节点到每个叶子节点有且仅有一条路径,所以,每个叶子的路径都是不一样的,唯一的。我们把从根节点到叶子节点的路径记录下来,便可作为叶子节点上字符的编码。
哈夫曼编码算法:
在哈夫曼树中初始化编码为空,从根节点开始,往左走则编码加0,往右走则编码加1
哈夫曼树的定义代码实现:
public class HuffmanNode implements Comparable {
protected int key; // 权值
protected HuffmanNode left; // 左孩子
protected HuffmanNode right; // 右孩子
protected HuffmanNode parent; // 父结点
protected HuffmanNode(int key, HuffmanNode left, HuffmanNode right, HuffmanNode parent) {
this.key = key;
this.left = left;
this.right = right;
this.parent = parent;
}
}
构造哈夫曼树代码实现:
用堆来实现节点集合的存储!
public Huffman(int a[]) {
private HuffmanNode mRoot;
HuffmanNode parent = null;
MinHeap heap;
// 利用数组a建立最小堆
heap = new MinHeap(a);
for(int i=0; i
HuffmanNode left = heap.dumpFromMinimum(); // 最小节点是左孩子
HuffmanNode right = heap.dumpFromMinimum(); // 其次才是右孩子
// 新建parent节点,左右孩子分别是left/right;
// parent的大小是左右孩子之和
parent = new HuffmanNode(left.key+right.key, left, right, null);
left.parent = parent;
right.parent = parent;
// 将parent节点数据拷贝到"最小堆"中
heap.insert(parent);
}
mRoot = parent;
// 销毁最小堆
heap.destroy();
}
补充知识点:
最小堆:一种经过排序的完全二叉树,其中任一非叶节点的数据值均不大于其左子节点和右子节点的值。
待续!
参考文献:
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