java - 如何在霍夫曼编码中使用伸展树(Splay Tree)数据结构进行数据压缩？

Question

首先，我是编程新手，所以我希望得到简单且解释清楚的答案。其次，这是一个非常具体的问题，我不希望版主和其他用户以离题或过于宽泛为由结束这个问题。

无论如何，我想使用某种数据结构在 Java 中实现霍夫曼编码。但是，但是，我正在考虑使用 splay 树，因为它不会包含在我的类(class)大纲中，而且我想学习一种新的数据结构。现在的主要问题是，霍夫曼编码算法是否首先需要伸展树(Splay Tree)数据结构？

我可以在基于 Huffman 的数据压缩项目中使用 splay 树做什么？或者您是否愿意为这个项目建议一个更好的(因为它的效率和创造力，在它独特且鲜为人知的情况下)数据结构？

谢谢

Answer 1

任何霍夫曼码都可以用二叉树的结构来表示，二叉树的叶子就是要编码的符号。当遵循从根到要编码的符号的路径时，左右分支可以表示为0或1位；结果是正确的前缀代码，代码长度由符号的深度指定。

理想情况下，您可以直接使用 splay 树的结构来确定每个符号的霍夫曼代码。然而，splay 树在节点中维护它们的数据，而不是叶子。您将需要找到某种方法来使用基于叶子中数据的 splay 树，或者想出一种转换来从节点位置计算一组有效(且高效)的前缀代码。

一种可能性是在其根节点中维护每个子树的最左边和最右边的叶子(当然，随着树的展开而更新)。这应该允许您搜索叶子，即使您实际上并不关心节点数据本身。传统的展开操作应该自然地生成一个动态霍夫曼代码，偏向于最近出现的符号。