Huffman 编码实验报告

最新推荐文章于 2022-01-18 20:01:41 发布

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#数据压缩 #编码

本文介绍了Huffman编码的方法，包括统计符号概率、构建二叉树、生成编码，以及在数据压缩中的应用。通过建立Huffman树，实现对源文件的高效编码，尤其在概率分布不均匀时，编码效率显著提高。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

Huffman编码的方法

（1）统计符号发生的概率。

（2）按照出现概率从小到大排序。

（3）每一次选出概率最小的两个符号作为二叉树的叶节点，将和作为它们的根节点，其频率为两个子节点频率之和，这两个叶子节点不再参与比较，再用新的根节点参与比较。
（4）重复（3）步骤，直到得到概率为1的根节点。

（5）二叉树的左节点为0，右节点为1，从上到下由根节点到叶节点得到每个叶节点的编码。

Huffman节点及Huffman码字节点的数据结构

 typedef struct huffman_node_tag 
{
	unsigned char isLeaf; // 是否为叶节点，1是0否
	unsigned long count; //信源中出现频数
	struct huffman_node_tag *parent; //父节点指针
	union{
		struct{ //如果不是叶节点，这里为左右子节点指针
			struct huffman_node_tag *zero, *one;
		};
		unsigned char symbol; //如果是叶节点，这里为一个信源符号
	};
} huffman_node;

typedef struct huffman_code_tag //码字数据类型
{
	unsigned long numbits; //码字长度
	/* 码字的第1到第8比特由低到高保存在bits[0]中，第9比特到第16比特保存在bits[1]中/
	unsigned char *bits;
} huffman_code;

静态链接库

该程序文件包含两个两个工程（project），其中“Huff_run”为主工程（Win32 Console Application），其中包含程序的主函数，有“Huff_code”为库工程（Win32 Static Library）。

Huffman编码的流程

1.读入文件。

2.进行第一次扫描，统计文件中各个字符出现的频率。

3.建立huffman树。

4.将码表及其他必要信息写入输出文件。

5.第二次扫描，对源文件进行编码并输出。

Huff_code

Huffman.h

/*
 *  huffman_coder - Encode/Decode files using Huffman encoding.
 *  http://huffman.sourceforge.net
 *  Copyright (C) 2003  Douglas Ryan Richardson; Gauss Interprise, Inc
 *
 *  This library is free software; you can redistribute it and/or
 *  modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
 *  License as published by the Free Software Foundation; either
 *  version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
 *
 *  This library is distributed in the hope that it will be useful,
 *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
 *  Lesser General Public License for more details.
 *
 *  You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
 *  License along with this library; if not, write to the Free Software
 *  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
 */

#ifndef HUFFMAN_HUFFMAN_H
#define HUFFMAN_HUFFMAN_H

#include <stdio.h>

int huffman_encode_file(FILE *in, FILE *out,FILE *out_Table );//step1:changed by yzhang for huffman statistics
int huffman_decode_file(FILE *in, FILE *out);
int huffman_encode_memory(const unsigned char *bufin,
						  unsigned int bufinlen,
						  unsigned char **pbufout,
						  unsigned int *pbufoutlen);
int huffman_decode_memory(const unsigned char *bufin,
						  unsigned int bufinlen,
						  unsigned char **bufout,
						  unsigned int *pbufoutlen);

#endif

Huffman.c

1.从源文件中读取数据（本实