インクリメンタル エンコーディング用にハフマン ツリーを効率的に保存するにはどうすればよいですか?

ハフマン ツリーの効率的な保存

ハフマン エンコード/デコードを実装する場合、ハフマン ツリーを効率的に保存する方法を見つけることが重要です。出力ファイルのサイズを最小限に抑えます。

2 つのシナリオ

考慮すべきシナリオは 2 つあります。

• 単一ツリー ストレージ: ファイル全体が一度に処理される場合、保存する必要があるツリーは 1 つだけです。
• 増分ツリー ストレージ: 大きなデータをチャンクで処理する場合、新しいツリーを保存する必要があります。チャンクごとに保存されます。この場合、スペースを節約することが重要です。

提案されたソリューション

増分ツリー ストレージの場合は、ビットベースのアプローチが推奨されます。

1. リーフ ノード: 1 ビット N ビット文字/バイトを出力します。
2. 非リーフ ノード: 0 ビットを出力し、両方の子ノードを再帰的にエンコードします.

デコード

デコードは次のように行われます:

1. 1 ビットを読み取ります。 1 の場合、N ビットを読み取り、子のない新しいノードを返します。
2. 0 の場合、左右の子ノードをデコードし、値のない新しいノードを返します。

利点

• ツリーのサイズを事前に計算できます。
• デコードには必須ではない周波数を保存する必要がなくなります。
• これにより、効率的なエンコードとデコードが可能になります。

評価

「AAABBBCCCDE」の具体的な例では、このアプローチを使用した結果の出力は次のようになります。

001A1B001B1C1D01E = 59 bits (Tree)
000110010111 = 18 bits (Data)
Total: 77 bits = 10 bytes

効率的ではありますが、非常に小さいデータの場合、ツリーを保存するオーバーヘッドが節約を上回る可能性があることに注意することが重要です。

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