Wie können Huffman-Bäume für die Datenkomprimierung effizient gespeichert werden?

Effiziente Huffman-Baumspeicherung zur Datenkomprimierung

Die Huffman-Kodierung optimiert Daten durch die Zuweisung kürzerer Codes zu häufigeren Zeichen. Um den konstruierten Huffman-Baum zu speichern, gibt es verschiedene Ansätze.

Methode zur Minimierung der Baumgröße

Wenn die Eingabedaten klein sind, besteht ein Kompromiss zwischen Effizienz und Overhead . Ziehen Sie für größere Datensätze die folgende Methode in Betracht:

• Häufigkeiten nicht speichern.

• Für jeden Knoten:

  • Wenn es sich um einen Blattknoten handelt , 1 Bit ausgeben, gefolgt vom Zeichen/Byte (N Bits).
  • Wenn es sich nicht um einen Blattknoten handelt, 0 Bit ausgeben und beide untergeordneten Knoten rekursiv codieren.

Dekodierungsverfahren:

• Ein wenig lesen.
• Wenn 1, lesen Sie das N-Bit-Zeichen/Byte und erstellen Sie einen Blattknoten.
• Wenn 0, lesen Sie die linken und rechten untergeordneten Knoten rekursiv.

Beispiel

Bedenken Sie die Eingabe „AAAABCCCCCCDDEEEEE.“

• Baum:

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

• Pfade:

  • A: 00
  • B: 110
  • C: 01
  • D: 111
  • E: 10

• Kodierte Ausgabe:

  • Baum: 001A1C01E01B1D (49 Bits)
  • Daten: 000000000000110010101010101111111101010101 (43 Bits)
  • Gesamt: 92 Bits (12 Bytes)

Vergleich

Ohne Huffman-Kodierung:

• 20 Zeichen * 8 Bit = 160 Bit (20 Bytes)

Mit Huffman-Kodierung:

• 12 Byte Overhead

Überlegungen für kleine Datenmengen

Für kleinere Eingabedaten könnte ein Ansatz, der die Häufigkeiten speichert, sinnvoll sein platzsparender. Berechnen Sie:

• Baumgröße = 10 * Anzahl der Zeichen – 1
• Kodierte Größe = Summe (Häufigkeit jedes Zeichens * Länge des Pfads zum Zeichen)

Dieser Ansatz minimiert die Wahrscheinlichkeit einer Platzverschwendung.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonWie können Huffman-Bäume für die Datenkomprimierung effizient gespeichert werden?. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!