Wie kann der Huffman-Tree-Speicher für Chunked-Codierung optimiert werden?

Effiziente Huffman-Baum-Speicherung

Bei der Implementierung der Huffman-Kodierung und -Dekodierung ist die effiziente Speicherung des konstruierten Huffman-Baums von entscheidender Bedeutung, insbesondere bei der Kodierung großer Dateien Chunks.

Herausforderungen:

Beim gleichzeitigen Lesen der gesamten Datei ist die Baumspeicherung weniger problematisch, bei der Chunked-Codierung hingegen die Frage, wo sich der Baum befindet Bei der Ausgabe mit jedem Block wird eine Platzoptimierung unerlässlich.

Vorgeschlagene Lösung:

Kodieren Sie den Baum mit einem bitweisen Ansatz:

• Blattknoten: 1-Bit-N-Bit-Zeichen/Byte.
• Nicht-Blattknoten: 0-Bit. Kodiertes linkes untergeordnetes Element. Kodiertes rechtes untergeordnetes Element.

Diese Methode packt den Baum effizient der minimal mögliche Platz.

Berechnung:

Bestimmen Sie die Baumgröße vor dem Schreiben:

• Baumgröße = 10 * NUMBER_OF_CHARACTERS - 1
• Kodierte Größe = Summe (Häufigkeit * Länge des Pfads zum Zeichen)

Kodierung und Dekodierung:

• Kodierung:Verwenden Sie die vorgeschlagene bitweise Kodierungsstrategie (siehe Pseudocode).
• Dekodierung:Bit lesen, um Blatt-/Nicht-Blatt-Knoten zu bestimmen; wenn Blatt, Wert lesen; Wenn es sich nicht um ein Blatt handelt, dekodieren Sie die untergeordneten Elemente rekursiv.

Beispiel:

Für die Eingabezeichenfolge „AAAAABCCCCCCDDEEEEE“ kann der Baum wie folgt dargestellt werden:

      20
  ----------
  |        8
  |     -------
 12     |     3
-----   |   -----
A   C   E   B   D
6   6   5   1   2

Die resultierende bitweise Codierung ist:

001A1C01E01B1D 0000000000001100101010101011111111010101010

Diese Darstellung speichert effizient sowohl den Baum als auch die codierten Daten, was zu einer kleineren Ausgabe im Vergleich zur Originalzeichenfolge führt.

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