哈夫曼编码(Huffman Coding)是一种广泛使用的数据压缩算法,由大卫·哈夫曼(David A. Huffman)在1952年提出。它是一种变长编码技术,通过构造最优二叉树(哈夫曼树)来实现数据的有效压缩,特别适用于对字符频率有明显差异的数据压缩。哈夫曼编码的核心思想是使用较短的编码表示出现频率高的字符,而使用较长的编码表示出现频率低的字符,从而达到压缩数据的目的。
哈夫曼编码作为一种高效的无损数据压缩算法,广泛应用于各种场景中,主要用途包括:
哈夫曼编码之所以广泛应用,主要是因为它是一种有效的无损压缩方法,能够在不丢失任何原始数据信息的前提下,减少数据的存储空间和传输带宽需求。
假设有字符串 “ABRACADABRA”,字符出现频率如下:
* A: 5次
* B: 2次
* R: 2次
* C: 1次
* D: 1次
构建的哈夫曼树和对应的哈夫曼编码可能如下:
(11)
/ \
A(5) (6)
/ \
B(2) (4)
/ \
R(2) (2)
/ \
C(1) D(1)
对应的哈夫曼编码为:
* A: 0
* B: 10
* R: 110
* C: 1110
* D: 1111
使用这个编码,原始字符串 “ABRACADABRA” 可以被编码为 “0101101110111100100”,相比原始的二进制编码方式,这种编码方式节省了存储空间。
优点
缺点