## go实现哈夫曼编码

news/2024/6/15 14:48:14/文章来源:https://blog.csdn.net/mawanbing/article/details/137130985

package main

import (
"bytes"
"fmt"
)

// 定义节点类型
type Node struct {
Weight int
Left   *Node
Right  *Node
}

// 构建哈夫曼树
func buildHuffmanTree(weights []int) *Node {
var nodes []*Node
for _, weight := range weights {
nodes = append(nodes, &Node{Weight: weight})
}

for len(nodes) > 1 {
// 排序节点，按照权重从小到大
sortNodes(nodes)

// 取出最小的两个节点创建新节点
a, b := nodes[0], nodes[1]
newNode := &Node{Weight: a.Weight + b.Weight, Left: a, Right: b}

// 删除已经处理的两个节点
nodes = append(nodes[:0], nodes[2:]...)

// 将新节点加入到节点列表中
nodes = append(nodes, newNode)
}

return nodes[0]
}

// 对节点列表进行排序
func sortNodes(nodes []*Node) {
for i := range nodes {
for j := i; j > 0 && nodes[j].Weight < nodes[j-1].Weight; j-- {
nodes[j], nodes[j-1] = nodes[j-1], nodes[j]
}
}
}

// 哈夫曼编码
func huffmanEncoding(root *Node, encoding map[byte]string) {
var traverse func(node *Node, code string)
traverse = func(node *Node, code string) {
if node.Left == nil && node.Right == nil {
encoding[byte(node.Weight)] = code
return
}
traverse(node.Left, code+"0")
traverse(node.Right, code+"1")
}

traverse(root, "")
}

// 哈夫曼解码
func huffmanDecoding(root *Node, data string) string {
var result bytes.Buffer
current := root
for i := range data {
if current.Left == nil && current.Right == nil {
result.WriteByte(byte(current.Weight))
current = root
continue
}
if data[i] == '0' {
current = current.Left
} else if data[i] == '1' {
current = current.Right
}
}
return result.String()
}

func main() {
// 示例：文本"aaabbbbccccddddeeeee"的哈夫曼编码和解码
text := "aaabbbbccccddddeeeee"
weights := make([]int, 27) // 字母从'a'到'z'的权重

// 统计每个字符的权重
for _, char := range text {
weights[char-'a']++
}

// 构建哈夫曼树
root := buildHuffmanTree(weights)

// 生成哈夫曼编码
encoding := make(map[byte]string)
huffmanEncoding(root, encoding)

// 示例：打印每个字符的哈夫曼编码
for char, code := range encoding {
fmt.Printf("%c: %s\n", char, code)
}

// 使用哈夫曼编码对文本进行编码
var encoded bytes.Buffer
for _, char := range text {
encoded.WriteString(encoding[byte(char)])
}
encodedText := encoded.String()
fmt.Printf("Encoded text: %s\n", encodedText)

// 使用哈夫曼树对编码文本进行解码
decodedText := huffmanDecoding

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