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这篇CFSDN的博客文章PHP实现Huffman编码/解码的示例代码由作者收集整理,如果你对这篇文章有兴趣,记得点赞哟.
Huffman 编码是一种数据压缩算法。我们常用的 zip 压缩,其核心就是 Huffman 编码,还有在 HTTP/2 中,Huffman 编码被用于 HTTP 头部的压缩.
本文就来用 PHP 来实践一下 Huffman 编码和解码.
1. 编码 。
字数统计 。
Huffman编码的第一步就是要统计文档中每个字符出现的次数,PHP的内置函数 count_chars() 就可以做到:
构造Huffman树 。
接下来根据统计结果构造Huffman树,构造方法在 Wikipedia 有详细的描述。这里用PHP写了一个简易版的:
经过计算之后,$root 就会指向 Huffman 树的根节点 。
根据Huffman树生成编码字典 。
有了 Huffman 树,就可以生成用于编码的字典:
写文件 。
运用字典将文件内容进行编码,并写入文件。将Huffman编码写入文件的有几个注意的地方:
将编码字典和编码内容一起写入文件后,就没法区分他们的边界了,因此需要在文件开始写入他们各自占用的字节数 。
PHP提供的 fwrite() 函数一次能写入 8-bit(一个字节)或者是 8的整数倍个bit。但Huffman编码中,一个字符可能只使用 1-bit 表示,PHP不支持只往文件中写入 1-bit 这种操作。所以需要我们自行对编码进行拼接,每凑齐 8-bit 才写入文件.
每凑齐8-bit才写入 。
与第二条类似,最终形成的文件大小一定是 8-bit 的整数倍。所以如果整个编码的大小是 8001-bit的话,还要在末尾补上 7个 0 。
解码 。
Huffman编码的解码相对简单:先读取编码字典,然后根据字典解码出原始字符.
解码过程有个问题需要注意:由于我们在编码过程中,在文件末尾补齐了几个0-bit,如果这些 0-bit 在字典中恰巧是某个字符的编码时,就会造成错误的解码.
所以解码过程中,当已解码的字符数达到文档长度时,就要停止解码.
试验 。
我们将Huffman编码Wiki页 的HTML代码保存到本地,进行Huffman编码测试,试验结果:
编码前: 418,504 字节 。
编码后: 280,127 字节 。
空间节省了 33%,如果原文的重复内容较多,Huffman编码节省的空间可以达到 50% 以上. 。
除了文本内容,我们再尝试将一个二进制文件进行Huffman编码,比如 f.lux的安装程序 ,试验结果如下:
编码前: 770,384 字节 。
编码后: 773,076 字节 。
编码后反而占用了更大的空间,一方面是由于我们存储字典时,并没有做额外的处理,占用了不少空间。另一方面,二进制文件中,各个字符出现的概率相对比较平均,无法发挥Huffman编码的优势.
以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持我.
最后此篇关于PHP实现Huffman编码/解码的示例代码的文章就讲到这里了,如果你想了解更多关于PHP实现Huffman编码/解码的示例代码的内容请搜索CFSDN的文章或继续浏览相关文章,希望大家以后支持我的博客! 。
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