Huffman编解码

最新推荐文章于 2025-07-16 09:42:14 发布

lr__by

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文章标签：压缩编码 huffman

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/lr__by/article/details/71075824

本文介绍了Huffman编码的原理，它是一种基于信源概率统计的无失真编码方式，通过创建Huffman树来实现。实验流程包括编码和解码两部分，通过扫描文件计算字符频率，构建Huffman树，并进行编码和解码操作。程序通过C语言实现，包含主工程和库工程，支持命令行参数解析，能够对文件进行Huffman编码和解码。

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一.实验原理

1.Huffman编码

(1) Huffman Coding(霍夫曼编码)是一种无失真编码的编码方式，Huffman编码是可变字长编码(VLC)的一种。

(2) Huffman编码基于信源的概率统计模型，它的基本思路是，出现概率大的信源符号编长码，出现概率小的信源符号编短码，从而使平均码长最小。

(3)在程序实现中常使用一种叫做树的数据结构实现Huffman编码，由它编出的码是即时码。

2.Huffman编码方法

(1)将文件以ASCII字符流的形式读入，统计每个符号的发生频率；

(4)重复3，直到最后得到和为1的根节点；

3.Huffman编码的数据结构

(1)Huffman节点结构

typedef struct huffman_node_tag
{
	unsigned char isLeaf;   //是否为树叶（叶节点），1代表是，0代表否
	unsigned long count;    //节点代表的符号加权和
	struct huffman_node_tag *parent;   //父节点指针

	union   //共同体
	{
		struct
		{
			struct huffman_node_tag *zero, *one;   //如果不是叶节点，则此项为该节点左右孩子指针
		};
		unsigned char symbol;   //若是叶节点，则此项为symbol，表示某个信源符号（1字节）
	};
} huffman_node;

(2)Huffman码结构

typedef struct huffman_code_tag
{
	/* The length of this code in bits. */
	unsigned long numbits;   //码字长度，单位：位

	/* 码字的第1位存于bits[0]的第1位,  
       码字的第2位存于bits[0]的第的第2位, 
       码字的第8位存于bits[0]的第的第8位, 
       码字的第9位存于bits[1]的第的第1位 */ 
	unsigned char *bits;   //指向该码比特串的指针
} huffman_code;

二.试验流程

1.Huffman编码流程