Как работает алгоритм сжатия Хаффмана при обработке больших текстовых файлов?
Алгоритм сжатия Хаффмана позволяет существенно сократить объём информации, необходимой для хранения или передачи файла. 2 В основе алгоритма лежит построение специального двоичного дерева, где каждый символ в данных представляется узлом дерева. 2
Алгоритм Хаффмана состоит из нескольких ключевых шагов: 2
- Создание таблицы частот. 2 Анализируются данные, чтобы определить, как часто каждый символ встречается. 2 Эти частоты становятся основой для построения дерева. 2
- Построение дерева Хаффмана. 2 На основе таблицы частот создаётся двоичное дерево, в котором узлы объединяются в порядке возрастания частоты. 2 Итоговое дерево представляет собой структуру, где каждый символ имеет уникальный путь от корня. 2
- Генерация кодов. 2 После построения дерева для каждого символа вычисляется уникальный двоичный код. 2
- Кодирование данных. 2 Исходные символы заменяются их сгенерированными кодами, в результате чего создаётся битовая строка, которая упаковывается в байты для хранения. 2
Распаковка сжатых данных производится в обратном порядке. 2 Сначала из заголовка файла восстанавливается дерево Хаффмана, а затем, используя это дерево, битовая строка декодируется обратно в символы. 2 Это позволяет полностью восстановить исходный файл без потерь информации. 2
Алгоритм Хаффмана обеспечивает значительное уменьшение размера файлов, особенно если данные содержат повторяющиеся символы. 2 Однако он малоэффективен для файлов маленьких размеров. 3
