在远程通讯中,要将待传字符转换成二进制的字符串。

        假设要传输的字符为:ABACCDA;若编码为:A——00;B——01;C——10;D——11。那么要传输的字符的编码为:00010010101100。

        若将编码设计为长度不等的二进制编码,即让待传字符串中出现次数较多的字符采用尽可能短的编码,则转换的二进制字符串便可能减少。

        假设要传送的字符为:ABACCDA;若编码为:A——0;B——00;C——1;D——01。则字符串的编码为:000011010。但是这种编码会出现重码的情况。

关键:要设计长度不等的编码,则必须是任一字符的编码都不是另一个字符的编码的前缀。

哈夫曼编码:

1、统计字符集中每个字符在电文中出现的平均概率(概率越大,要求编码越短)。

2、利用哈夫曼树的特点:权越大的叶子结点离根越近;将每个字符的概率值作为权值,构造哈夫曼树。则概率越大的结点,路径越短。

3、在哈夫曼树的每个分支上标上0或1,结点的左分支标0,结点的右分支标1,把从根到每个叶子结点的路径上的标号连接起来,作为该叶子结点代表的字符的编码。

例:要传输的字符集:,字符出现的概率:。

如果电文是:

那么它的编码是:11010111011101000011111000011000;

反之,若编码是1101000,那么它的译码是:CAT。 

两个问题:

1、为什么哈夫曼编码能保证是前缀编码?

因为没有一片树叶是另一片树叶的祖先,所以每个叶子结点的编码就不可能是其它叶子结点编码的前缀。

2、为什么哈夫曼编码能够保证字符编码总长最短?

因为哈夫曼树的带权路径长度最短,故字符编码的总长最短。

性质1:哈夫曼编码是前缀码。

性质2:哈夫曼编码是最优前缀码。

例子:假设组成电文的字符集D以及其概率分布W为:

设计哈夫曼编码:

 哈夫曼编码的算法实现:

 找到结点的哈夫曼编码要从叶子结点找父结点直到找到根结点。

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