《画解数据结构》（2 - 6）- 霍夫曼树

一、概述

1、算法简述

• 众所周知，计算机中数据的存储和传输的最小单位是字节（byte），一个ASCII 码占用 1 个字节， 每个字节为 8 个比特位（Bit）；例如，字符 ‘e’ 的二进制表示为 01100101；
• 进程间通信传输字节流的过程中，为了节省带宽，往往会对传输的数据进行压缩。
• 压缩算法有很多，今天介绍一种比较好理解的贪心算法 - 霍夫曼编码；
• 霍夫曼编码的本质就是对每个出现过的 ASCII 字符，通过一个压缩字典，映射成另一个字符，映射后的字符是二进制比特串：001、0101、00 等等；
• 解压缩就是这个过程的逆过程；

2、引例

源字节流

• 首先，一个字符串 “HelloWorld”，在没有进行压缩的情况下采用 ASCII 编码，占用字节总数为 10，即 10 * 8 = 80 个比特位。

压缩字典

• 然后，通过霍夫曼算法生成压缩字典如下（具体生成过程是霍夫曼树的构造过程，下文会详细讲述）：

字符	压缩前编码(ASCII)	压缩后编码
d	01100100<